Lehrstuhl für Antriebe in der Fahrzeugtechnik (LAF)

Idee und Zielsetzung

Ziel des hier vorgestellten Projekts ist die Entwicklung und Erforschung eines rein mit sog. E-Fuels  betreibbaren „Dual-Fuel“-Motors.  Als  Hauptkraftstoff  soll  dabei  Gas (bevorzugt synthetisch hergestelltes Methan, alternativ Erdgas mit hohem Methangehalt) zum Einsatz kommen. Zur Auslösung der Zündung wird eine kleine Menge eines zweiten, flüssigen Kraftstoffs  eingesetzt, wofür hier Oxymethylenether (OME3-5) als synthetisch hergestellter Kraftstoff verwendet wird. Da beide Kraftstoffe aus regenerativem elektrischem Strom hergestellt werden können, ist ein bilanziell quasi CO2-neutraler Betrieb möglich. Im Projekt werden die erzielbaren Wirkungsgrade sowie die Schadstoffemissionen des neuen Aggregats untersucht und optimiert. Zusätzlich kommt ein am Lehrstuhl für Antriebe in der Fahrzeugtechnik entwickelter variabler Ventiltrieb zum Einsatz, welcher eine weitere Reduktion der Schadstoffemissionen durch gezielte Restgassteuerung ermöglichen soll. Ergebnis soll somit ein Niedrigstemissions-Brennverfahren sowohl im Hinblick auf CO2 als auch auf Abgasschadstoffe sein.

Funktionsprinzip

Links abgebildet ist ein Erdgasmotor mit ottomotorischer Verbrennung. Das homogene stöchiometrische Gemisch wird per Zündkerze entzündet. Rechts ist das Dieselbrennverfahren dargestellt. Die Zündung erfolgt als Selbstzündung am Rand des Einspritzstrahls  das Gemisch ist inhomogen. Das Dual-Fuel-Brennverfahren (siehe Mitte) arbeitet mit erneuerbarem Methan als Hauptkraftstoff und Oxymethylenether (OME) als Zündquelle. Die Zündung erfolgt ebenfalls als Selbstzündung am Rand des (OME-) Einspritzstrahls, wodurch in der Folge auch das Methan-Luft-Gemisch entflammt wird . Durch die besonderen Eigenschaften der Kraftstoffe und die starke Abmagerung des homogenen Gemischs erfolgt die Verbrennung besonders schadstoffarm und zugleich effizient.

 

Untersuchungsumfang und Hardware

Der Basisdieselmotor wird durch eine Saugrohreinspritzung auf den Methangasbetrieb umgebaut und wie oben beschrieben mit einem CNG-OME Dualfuelkonzept betrieben. Die Untersuchungen werden an einem modifizierten 4.5 Liter Vierzylinder Motor der Firma John Deere durchgeführt. Der Motor wurde mit einem mechanisch voll variablen Ventiltrieb mit zwei obenliegenden Nockenwellen ausgerüstet.

 

 

Gefördert durch:

Das Projekt wird vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und dem CVC-Südwest gefördert.

Zum Seitenanfang