Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Zündungsmethoden für eine nicht vorgemischte Verbrennung von Gas in Nutzfahrzeugmotoren mit Hochdruckeinspritzung

Im FVV-Projekt Gas-Diesel Brennverfahren wurde ein deutlicher Wissenzuwachs zur Strahlausbreitung und Zündung von Dieselkraftstoffgezündeten Hochdruckgasbrennverfahren erarbeitet. Mittlerweile haben diese Brennverfahren ein signifikantes Potential zur CO2 Reduzierung gegenüber heute gängigen Niederdruck-Gasbrennverfahren aufgezeigt. Ein wesentlicher Nachteil der Brennverfahren stellt der aufwändige Injektor und das zugehörige Kraftstoffsystem dar, da das Gas mit einem Dieselkraftstoffbetriebenen Pilotinjektor gezündet wird. Im geplanten Vorhaben sollen alternative Zündkonzepte konzeptioniert u. untersucht werden, mit denen ein wesentlich einfacherer Motor dargestellt werden kann. Dabei sollen heiße Oberflächen, Additive oder Vorkammerzündkerzen auf ihre Eignung untersucht werden. Nach einer Erarbeitung und Bewertung von Konzepten soll eine simulative Auslegung erfolgen. Abschliessend sollen die Konzepte in einem prinzipiellen Aufbau (optischer Motor, Einzylindermotor) experimentell untersucht werden.

Thermodynamische Verbrennungsentwicklung auf Motorprüfständen ist komplex und teuer. In frühen Konzeptphasen ist oft der Motor noch nicht verfügbar. Im Entwicklungsprozess fehlen oft wichtige Messgrößen (wie räumliche Verteilung von Kraftstoff, Temperaturen oder Gaskonzentrationen), die nicht oder nur mit großem Aufwand erhalten werden können. Aus diesem Grund ist die Simulation des Motorprozesses von essentieller Bedeutung. Des Weiteren können viele der angesprochenen Messgrößen nur mit sehr spezialisierter Technik, wie beispielsweise optischen Methoden bestimmt werden. Gerade die Felder Simulation und Sondermesstechnik sind sowohl bei der Entwicklung, Produktion und Anwendung eine besondere Domäne von KMU. Ebenfalls von KMU werden die benötigten Additive entwickelt und vertrieben. Gerade für KMU entsteht daher aus den Projektergebnissen ein außerordentlicher Nutzen und eine sehr gute Möglichkeit sich im Entwicklungsprozess der großen Motorenhersteller zu etablieren.