Die Leistungsfähigkeit von Aktivkohlefiltern in Hybridfahrzeugen wird durch verschiedene Fahrzeugparameter beeinträchtigt, insbesondere durch die reduzierte Spülmenge. Um den aktuellen Emissionszielen gerecht zu werden, müssen Lösungen zur effizienten Verarbeitung von Kraftstoffdampfmengen, zur Regeneration des Filters und zur Reduzierung von Bleeding-Emissionen gefunden werden. Optimierungen in der Geometrie des Kohlebetts und die Beheizung der Spülluft bieten vielversprechende Ansätze zur Verbesserung der Spüleffizienz.

1. tank tech . 2009
November 10 and 11, 2009
The Monarch Hotel, Bad Gögging near Munich, Germany
Wednesday, November 11, 2009, 1:30 p.m.
Wechselwirkung der Spülmenge auf die Leistungsfähigkeit von Aktivkohlefiltern
Tilmann Wächter, MAHLE Filtersysteme GmbH
Die Leistungsfähigkeit von Aktivkohlefiltern wird von verschiedenen Fahrzeugparametern beeinflusst, hierbei
erfordern besonders Hybridanwendungen eine effiziente Nutzung des Spülkennfeldes.
Verglichen mit dem Spülkennfeld eines konventionellen Saugmotors wird die Regeneriermenge bei modernen
Benzinmotoren durch verschiedenste Technologien beschnitten. Aufgeladene Motoren in einem Hybridfahrzeug
mit variablem Ventilhub und Start-Stop-Funktion stellen den worst case dar, bis zu 80% der bis vor wenigen Jahren
verfügbaren Spülmenge geht dabei verloren. Die weiterhin gültigen Emissionsziele sind deutlich schwieriger zu
erreichen, der Aktivkohlefilter muss an die neuen Rahmenbedingungen angepasst werden.
Zur Lösungsfindung müssen zunächst Antworten auf vier Kernfragen gefunden werden: Wie kann der Motor
die anfallende Menge Kraftstoffdampf verarbeiten? Wie kann der Aktivkohlefilter mit verringerter Spülmenge
regeneriert werden? Wie kann die Entstehung von Kraftstoffdampf verringert werden? Wie können die Bleeding-
Emissionen reduziert werden?
Möglichkeiten zur Sicherstellung der Spülmenge reichen von der Spülluft-Pufferung über aktive oder passive
Spülluftpumpen bis hin zu Sensoren zur Beladungserkennung im Aktivkohlebehälter.
Die Verbesserung der Spüleffizienz ist ein weiterer Ansatz. Hier gilt es die Geometrie des Kohlebetts durch
numerische Simulationsverfahren zu Optimieren und eine geeignete Auswahl verschiedener Aktivkohlesorten für
die unterschiedlichen Anforderungen aus Betankung, Verdampfungsemission und Druckverlust zu treffen.
Ein wichtiger Aspekt zur Steigerung der Spüleffizienz ist die Temperaturabhängigkeit der Adsoptions- und Desop-
tionsvorgänge in der Aktivkohle, in der Beheizung der Spülluft liegt daher ein großes Potenzial für zukünftige
Systeme.
Bekannte (und aufwendige) Lösungen zur Verringerung der Verdampfungsmenge sind druckstabilisierte
Tanksysteme, als denkbare Alternative bietet sich ein Temperaturmanagement für das Tanksystem an.
Um das Durchbruchsverhalten von Aktivkohlefiltern zu Verbessern kann die Beheizung der Spülluft mit großem
Erfolg angewandt werden. Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bestehender Systeme kann der Einsatz von
mehrstufigen Honeycombs eine sinnvolle Alternative sein.