Auf dem Weg zum sauberen Verbrennungsmotor

Dominik Pélerin beim Test am Vollmotor-Prüfstand. Bild: Moritz Ermert / TUM

Sie erzeugen Kohlendioxid, Feinstaub und Stickoxide: Verbrennungsmotoren stehen in der Kritik, in vielen Innenstädten gelten bereits Fahrverbote für bestimmte Dieselfahrzeuge. Synthetische Kraftstoffe wie die Gruppe der Oxymethylenether (OME) könnten die Lösung sein. Sie verbrennen fast ohne unerwünschte Nebenprodukte wie Rußpartikel oder Kohlenwasserstoffe.

Gegenüber anderen, schon länger bekannten Designerkraftstoffen bieten sie damit einen zusätzlichen Vorteil für die Luftqualität. Es gibt allerdings auch Nachteile: Die Herstellungskosten sind höher als die der fossilen Kraftstoffe und noch gibt es keine Anlagen für die Produktion.

Das Projekt XME-Diesel, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, hat das Ziel, den Einsatz von OME voranzubringen. Auch Wissenschaftler des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen der TUM sind an dem Projekt beteiligt. Sie haben untersucht, wie sich OME im Motor verhalten, welche Anpassungen nötig sind, damit die Verbrennung effizienter ist und wie stark sich die schädlichen Emissionen im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen reduzieren lassen.

Vom Einzylinder auf den Vollmotor

Zunächst arbeiteten die Forscher mit Computer-Simulationen und Versuchen an einem Einzylindermotor-Prüfstand. Sie bestimmten die optimalen Parameter für die effiziente Verbrennung. So besitzt der synthetische Kraftstoff zum Beispiel einen geringeren Heizwert als Diesel.

Das bedeutet, dass mehr Kraftstoff in den Motor gegeben werden muss, um die gleiche Leistung zu erreichen. Die Wissenschaftler passten die Einspritzventile daher dementsprechend an.

Da der synthetische Kraftstoff keinen Ruß produziert, ist es außerdem möglich, große Mengen an Abgas wieder in den Motor zurückzuführen, ohne dass der Einlasstrakt verschmutzt wird. Mit diesem Verfahren wird die Entstehung von Stickoxiden gebremst, weil das rückgeführte Abgas sehr hohe Temperaturen während der Verbrennung verhindert.

Im Anschluss testeten die Wissenschaftler die Parameter an einem Vollmotor-Prüfstand. Dabei handelt es sich um einen Serienmotor mit sechs Zylindern, der speziell für den Betrieb mit dem synthetischen Kraftstoff umgerüstet wurde. Die Versuche am Vollmotor bestätigten die vorherigen Ergebnisse.

Emissionen können auf Null gesenkt werden

„Wir haben festgestellt, dass sich durch den Einsatz des Kraftstoffs die Schadstoffemissionen deutlich reduzieren lassen“, erklärt Dr. Martin Härtl, der das Projekt koordiniert. „Das Euro-6-Niveau, also der gültige Grenzwert, ist mit dem synthetischen Kraftstoff ohne Probleme erreichbar. Wir sind außerdem davon überzeugt, dass mit einer leistungsfähigen Abgasnachbehandlung die Emissionen sogar auf nahezu Null gesenkt werden können.“

Wird OME aus Abfall-CO2 – also Kohlendioxid, das etwa bei Prozessen in der Stahlindustrie, der Zementindustrie oder in Kohle- und Gaskraftwerken anfällt – und Strom aus erneuerbaren Quellen hergestellt, wäre es sogar klimaneutral.

Besonders interessant sei der Einsatz von OME vor allem für Fahrzeuge und Anlagen, bei denen der Verbrennungsmotor nicht einfach durch batterieelektrische Antriebe ersetzt werden kann, erklärt Härtl. So zum Beispiel Lkw, bei denen es sehr auf die Reichweite ankommt, die Energieversorgung in abgelegenen Gebieten sowie im Bereich der Luft- und Schifffahrt.

Weitere Informationen:

Die Versuche wurden im Rahmen des Projekts „XME Diesel – (Bio-)Methylether als alternative Kraftstoffe in bivalenten Dieselmotoren“ durchgeführt, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird.

Weitere Forschung im Bereich OME am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen finden statt im Rahmen vom Projekt „OME – Umweltfreundliche Dieselkraftstoffadditive“ (Förderung durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft) sowie dem Projekt „Sub-Zero-Emissions Dieselmotor“ (Förderung durch die Bayerische Forschungsstiftung).

Dr. Martin Härtl
Technische Universität München
Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen
Tel: +49 89 289 24110
haertl@lvk.mw.tum.de

https://youtu.be/N8tAX8UXUKc
https://mediatum.ub.tum.de/1452936 Bilder zur Pressemitteilung

Media Contact

Dr. Ulrich Marsch Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau

Der Maschinenbau ist einer der führenden Industriezweige Deutschlands. Im Maschinenbau haben sich inzwischen eigenständige Studiengänge wie Produktion und Logistik, Verfahrenstechnik, Fahrzeugtechnik, Fertigungstechnik, Luft- und Raumfahrttechnik und andere etabliert.

Der innovations-report bietet Ihnen interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Automatisierungstechnik, Bewegungstechnik, Antriebstechnik, Energietechnik, Fördertechnik, Kunststofftechnik, Leichtbau, Lagertechnik, Messtechnik, Werkzeugmaschinen, Regelungs- und Steuertechnik.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Miteinander im Wasser leben

Internationales Genom-Projekt zu aquatischen Arten in Symbiose startet Nicht nur an Land auch unter Wasser gibt es Organismen, die in Symbiose, einer sehr speziellen Partnerschaft leben, wo der eine auf…

Der Ring um das Schwarze Loch in M 87* funkelt

2019 veröffentlichte die Event Horizon Telescope Kollaboration das erste Bild eines Schwarzen Lochs und enthüllte damit M 87* – das supermassereiche Objekt im Zentrum der Galaxie Messier 87. Das EHT-Team…

Überflutungs-Risiken: Genauere Daten dank Covid-19

Momentan entwickelte GPS-Verfahren erlauben es, Höhenänderungen der Erdoberfläche regelmäßig zu messen. Eine Studie der Universität Bonn belegt nun, dass sich während der Pandemie die Qualität der Messdaten zumindest an manchen…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close