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 Digitalisierung soll Anlagenmanagement der Energieversorgungsnetze verbessern
21.03.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Ultrasparsame LED-Straßenleuchten im Praxistest
21.03.2019 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Die Zähmung der Lichtschraube

Wissenschaftler vom DESY und MPSD erzeugen in Festkörpern hohe-Harmonische Lichtpulse mit geregeltem Polarisationszustand, indem sie sich die Kristallsymmetrie und attosekundenschnelle Elektronendynamik zunutze machen. Die neu etablierte Technik könnte faszinierende Anwendungen in der ultraschnellen Petahertz-Elektronik und in spektroskopischen Untersuchungen neuartiger Quantenmaterialien finden.

Der nichtlineare Prozess der Erzeugung hoher Harmonischer (HHG) in Gasen ist einer der Grundsteine der Attosekundenwissenschaft (eine Attosekunde ist ein...

Im Focus: The taming of the light screw

DESY and MPSD scientists create high-order harmonics from solids with controlled polarization states, taking advantage of both crystal symmetry and attosecond electronic dynamics. The newly demonstrated technique might find intriguing applications in petahertz electronics and for spectroscopic studies of novel quantum materials.

The nonlinear process of high-order harmonic generation (HHG) in gases is one of the cornerstones of attosecond science (an attosecond is a billionth of a...

Im Focus: Magnetische Mikroboote

Nano- und Mikrotechnologie sind nicht nur für medizinische Anwendungen wie in der Wirkstofffreisetzung vielversprechende Kandidaten, sondern auch für die Entwicklung kleiner Roboter oder flexibler integrierter Sensoren. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) haben mit einer neu entwickelten Methode magnetische Mikropartikel hergestellt, die den Weg für den Bau von Mikromotoren oder die Zielführung von Medikamenten im menschlichen Körper, wie z.B. zu einem Tumor, ebnen könnten. Die Herstellung solcher Strukturen sowie deren Bewegung kann einfach durch Magnetfelder gesteuert werden und findet daher Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen.

Die magnetischen Eigenschaften eines Materials bestimmen, wie dieses Material auf das Vorhandensein eines Magnetfeldes reagiert. Eisenoxid ist der...

Im Focus: Magnetic micro-boats

Nano- and microtechnology are promising candidates not only for medical applications such as drug delivery but also for the creation of little robots or flexible integrated sensors. Scientists from the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) have created magnetic microparticles, with a newly developed method, that could pave the way for building micro-motors or guiding drugs in the human body to a target, like a tumor. The preparation of such structures as well as their remote-control can be regulated using magnetic fields and therefore can find application in an array of domains.

The magnetic properties of a material control how this material responds to the presence of a magnetic field. Iron oxide is the main component of rust but also...

Im Focus: Goldkugel im goldenen Käfig

„Goldenes Fulleren“: Liganden-geschützter Nanocluster aus 32 Goldatomen

Forschern ist es gelungen, eine winzige Struktur aus 32 Goldatomen zu synthetisieren. Dieser Nanocluster hat einen Kern aus 12 Goldatomen, der von einer Schale...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größte nationale Tagung 2019 für Nuklearmedizin in Bremen

21.03.2019 | Veranstaltungen

6. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage vom 25. bis 26.3. 2019

21.03.2019 | Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zähmung der Lichtschraube

22.03.2019 | Physik Astronomie

Saarbrücker Forscher erleichtern durch Open Source-Software den Durchblick bei Massen-Sensordaten

22.03.2019 | HANNOVER MESSE

Ketten aus Stickstoff direkt erzeugt

22.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics