Description: Das Projekt "Entwicklung und Untersuchung eines neuartigen Entflammungselements für homogenbetriebene Gasmotoren - HSI (Hot Surface Ignition)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik durchgeführt. Für funkengezündete Magermotoren, den am häufigsten anzutreffenden BHKW-Antrieb, stellt vor allem das Erreichen geringer NOx-Emissionen eine große Herausforderung dar. Dies beruht auf der Tatsache, dass sich motorischer Wirkungsgrad und NOx-Emissionen in einem Zielkonflikt gegenüber stehen und bestimmte Grenzwerte nur mit Wirkungsgradeinbußen eingehalten werden können. Eine weitere Problematik stellt der Zündkerzenverschleiß und die damit verbundenen Wartungs- und Stillstandskosten dar. Eine Möglichkeit, die Probleme der Funkenzündung zu reduzieren, wird in der Oberflächenzündung gesehen. Aus Voruntersuchungen ging hervor, dass Oberflächenzündung in Form einer handelsüblichen Glühkerze eine Entschärfung des Zielkonflikts zwischen Wirkungsgrad und NOx-Emissionen grundsätzlich ermöglicht. Das verwendete Entflammungssystem zeichnete sich durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aus, allerdings war der Betriebsbereich hinsichtlich Lage der Verbrennung und Luftverhältnis sehr eingeschränkt und hohe Heizleistungen der Glühkerze für einen stabilen Motorbetrieb erforderlich. Das Projektziel dieses Vorhabens besteht in der Entwicklung eines geregelten Oberflächenzündsystems für Klein-Blockheizkraftwerke, das sich durch eine geringe Leistungsaufnahme auszeichnet und einen Motorbetrieb bei hohem Wirkungsgrad sowie geringen Emissionen ermöglicht. Hierzu soll die Entflammung am Glühstift mittels Verbrennungssimulation und Motorversuchen unter Verwendung von Lichtwellenleitermesstechnik untersucht und die Auswirkung verschiedener Parameter auf die Oberflächentemperatur bestimmt werden. Um im Stationärbetrieb trotz variierender Betriebsbedingungen (Umgebungsdruck und -temperatur, Gaszusammensetzung, etc.) einen stabilen Motorbetrieb zu ermöglichen, soll ein Algorithmus entwickelt werden, der ein Regeln der Verbrennungsschwerpunktlage durch Auswertung der Motorvibrationen in Echtzeit erlaubt. Die durchgeführten Untersuchungen ermöglichten, die Entflammung an heißen Oberflächen tiefgehend zu untersuchen. Die Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse und Ansätze, um das HSI-System weiter zu optimieren. Bei der Schirmvariante gilt es dabei vor allem eine Vorentflammung im Schirm zu vermeiden. Bei Vorkammer-HSI gilt es ebenfalls, die Entflammung zu verzögern, sodass die Verbrennung erst nahe dem oberen Totpunkt eingeleitet wird. Dazu muss der Glühstift während des Ladungswechsels und dem größten Teil der Kompressionsphase durch Restgas vom Frischgemisch abgeschirmt werden. Aus Kosten- und Haltbarkeitsgründen ist die Verwendung einer massenproduzierten keramischen Glühkerze anzustreben. Die Optimierung des HSI-Reglers erlaubt eine deutliche Ausweitung des Betriebsbereichs sowohl hin-sichtlich einstellbarer Verbrennungsschwerpunktlagen als auch Luftverhältnisse. Um den HSI-Betrieb, insbesondere bei frühen Verbrennungsschwerpunktlagen, weiter zu stabilisieren und den Betriebsbereich weiter zu vergrößern, erscheint die Verwendung einer hochfrequent regelbaren
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Karlsruhe ? Blockheizkraftwerk ? NOx-Emission ? Gasmotor ? Stickstoffemission ? Regeltechnik ? Stickoxide ? Verbrennung ? Verbrennungsmotor ? Verfahrensparameter ? Verfahrensoptimierung ? Antriebstechnik ? Berechnungsverfahren ? Betriebskosten ? Emission ? Emissionsminderung ? Instandhaltung ? Motor ? Umwelttechnik ? Verfahrenstechnik ? Wirkungsgrad ? Grenzwert ? Kenngröße ? Zielkonflikt ? Effizienzsteigerung ? Grenzwerteinhaltung ? Magerkonzept ? Zündung ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2012-06-20 - 2014-12-20
Webseite zum Förderprojekt
https://www.dbu.de/OPAC/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-30120.pdf (Webseite)Accessed 1 times.