Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Konzept für emissionsarme Dieselmotoren

27.02.2006


Mit HCCI zum sauberen Motor


Experten der TU Berlin erforschen ein neues Konzept für emissionsarme Dieselmotoren. Wachsende Verkehrsströme erfordern immer strengere Abgasnormen: Berliner Forscher arbeiten an einem neuen Brennverfahren, um die Dieselmotoren für Pkw noch sauberer zu machen. Ein erster Prototyp des so genannten HCCI-Motors existiert bereits. Um die Forschungen weiter voran zu treiben, bewilligte die Technologiestiftung Berlin dem beteiligten Konsortium vor wenigen Tagen rund 2,2 Millionen Euro. Neben Unternehmen wie der Berliner IAV GmbH, dem auch die Konsortialführung obliegt, sind auch zwei Forschergruppen der Technischen Universität (TU) Berlin daran beteiligt. Das Projekt ist auf 18 Monate angelegt.

HCCI steht für Homogeneous Charge Compression Ignition. "Darunter verstehen wir ein neues Verbrennungsverfahren, bei dem der in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff dort verdampft und sich schon vor der Zündung weitgehend homogen mit der Verbrennungsluft mischt", erläutert Helmut Pucher, Professor für Verbrennungskraftmaschinen an der TU Berlin. Seine Arbeitsgruppe ist an dem Projekt mit rund einer halben Million Euro beteiligt. "Dieses homogene Gemisch wird sodann über die Verdichtung kontrolliert gezündet. Bisher erreicht der Kraftstoff im Brennraum eines normalen Dieselmotors nicht überall die erforderliche Durchmischung, um mit der Luft schadstoffarm zu verbrennen. Dadurch entstehen an manchen Stellen im Brennraum sehr hohe Verbrennungstemperaturen, bei denen sich die schädlichen Stickoxide bil-den." Im HCCI-Motor liegt die Verbrennungstemperatur deutlich niedriger als im herkömmlichen Dieselmotor, der Spitzen von über 2000 Grad Celsius erreichen kann. "Um den Verbrennungsprozess zu regeln, nutzen wir unter anderem die Abgasrückführung", fügt Pucher hinzu. "Bei relativ geringer Motorlast, wie sie im Stadtverkehr benötigt wird, werden die Werte für Stickoxide deutlich gedrückt - bei gleichem Verbrauch wie ein normaler Dieselmotor."


Der HCCI-Motor stellt erhöhte Anforderungen an die Sensorik und die Motorsteuerung, denn die Verbrennung muss in jeder Phase des Motorbetriebs optimal ablaufen. "Dazu brauchen wir neue Steuerkonzepte wie das so genannte zylinderdruckbasierte Motormanagement", erklärt Pucher. "Unsere Stärke ist es, die Prozesse im Motor in Echtzeit zu simulieren, um daraus neue Regelkonzepte abzuleiten." Ein zweiter Prototyp des HCCI-Motors soll nun für diese For-schungsarbeiten auf dem Prüfstand an der TU aufgebaut werden. Der Professor denkt schon weiter: "Sicher wird auch eine Rolle spielen, ob man mit veränderten Kraftstoffen weitere Vorteile erzielt."

Die auf neue Motorkonzepte angepasste Weiterentwicklung von Kraftstoffen bezeichnet man als Koevolution. Der Chemiker Frank Behrendt leitet an der TU Berlin eine Arbeitsgruppe, die im Rahmen dieses Projektes spezielle, synthetisch hergestellte Beimengungen für den Dieselkraftstoff entwickelt. "Das HCCI-Verfahren stellt an den Kraftstoff hohe Ansprüche", sagt der Verbrennungsexperte, der als Professor am Institut für Energietechnik lehrt und forscht. "So muss der Siedebereich eindeutig definiert werden, damit wir genau wissen, wann der Kraftstoff im Brennraum verdampft. Auch sein Zündverhalten müssen wir genau berechnen." An die Stelle des herkömmlichen Dieselkraftstoffs tritt ein so genannter Designerkraftstoff. "Unser Ziel ist es, den heutigen Dieselkraftstoff so weit zu entwickeln, dass er sich optimal an den HCCI-Prozess anpasst."

Normalerweise wird Dieselkraftstoff aus Rohöl gewonnen. Synthetische Bestandteile im Kraftstoff lassen sich beispielsweise aus Biomasse, Kohle oder Erdgas herstellen. "In Zukunft wird der Anteil der synthetischen Komponenten deutlich zunehmen", wagt Behrendt einen Ausblick. "Bestimmte aromatische Verbindungen beeinflussen die unerwünschte Partikelbildung. Sauerstoffhaltige Komponenten fördern hingegen die Verbrennung." Die Forscher wollen durch einen auf das HCCI-Konzept zugeschnittenen Kraftstoff erreichen, dass die Rohemissionen im Abgas auf ein Minimum sinken. "Die Arbeitsgruppe meines Kollegen wird uns vom Motorprüfstand die Anforderungen an den Kraftstoff schicken", beschreibt Behrendt die Zusammenarbeit. "Nach diesen Vorgaben werden wir versuchen, eine spezielle Mischung zu finden. Dazu bedarf es aufwändiger Laborexperimente. Darüber hinaus wollen wir die Reaktionsmechanismen während der Verbrennung verstehen und die wichtigsten Eigenschaften des Kraftstoffes berechnen."

Nähere Informationen erteilen Ihnen gern:
Prof. Dr.-Ing. Helmut Pucher, Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen am Institut für Land- und Seeverkehr der TU Berlin, Telefon: 030/314-23353, E-Mail: h.pucher@tu-berlin.de

Prof. Dr. Frank Behrendt, Fachgebiet Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien am Institut für Energietechnik der TU Berlin, Telefon: 030/314-79724, E-Mail: frank.behrendt@tu-berlin.de

Ramona Ehret | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de/presse/pi/2006/pi46.htm

Weitere Berichte zu: Brennraum Dieselkraftstoff Dieselmotor HCCI-Motor Kraftstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen

26.04.2017 | HANNOVER MESSE

Plastik – nicht nur Müll

26.04.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Seminar zu Einblicken in die unterschiedlichen Ebenen des 3D-Druckens und wirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten - 2017

26.04.2017 | Seminare Workshops