Das Projekt "Teilvorhaben 2: Direkteinspritzventilentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Materialphysik im Weltraum durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Einspritzsystems für die direkte Einspritzung von unterschiedlichen flüssigen wie auch gasförmigen Treibstoffen in den Brennraum von großvolumigen Verbrennungsmotoren (Diesel-Prinzip). Durch die Direkteinspritzung wird ein hoher Wirkungsgrad der Motoren ermöglicht, Wirkungsgrade größer als 40% sollen erreicht werden. Die Verbrennungsmotoren treiben Generatoren zur Stromerzeugung an und werden leistungsgeregelt in einem engen Drehzahlband betrieben. Die Vielstofffähigkeit des Verbrennungsmotors soll genutzt werden, um unterschiedliche Treibstoffe, die insbesondere auch regenerativ erzeugt werden wie z.B. Mischgase (z.B. Holzgase, Biogase, Pyrolysegase), für die Stromerzeugung zu nutzen. Regenerativ erzeugte Treibstoffe wie beispielsweise Biogas (Methan) oder Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser mit Strom aus Photovoltaikanlagen oder Windkraftanlagen erzeugt wurde, stehen leider meist nicht kontinuierlich zur Verfügung. Eine gewünschte kontinuierliche Stromversorgung kann aber erreicht werden, wenn unterschiedliche gasförmige oder flüssige Treibstoffe genutzt werden können. 0. Vorbetrachtungen zum Einsatz eines vielstofffähigen Dosierventils; 1. Erstellung einer analytischen Methode für die Beschreibung und Auslegung der Hochdruckeinblasung; 2. Definition von zu untersuchenden Szenarien; 3. Bestimmung eines definierten Versuchsaufbaus, Festlegung eines Ventilmodells; 4. Fertigung des Ventilprototypen und der HD/HT-Kammer; 5. Durchführung systematischer Versuche an einer HD/HT Kammer; 6. Modellierung des Einblasesystems und des Motors; 7. Anpassung und Optimierung der Methode (Abgleich mit Versuch und Rechenmodell); 8. BHKW-Einzylinder-Versuchsmotor 800cm3 / Neu-Installation im Gasflaschenbetrieb; 9. BHKW-6Zylinder-Versuchsmotor 25 Liter/ Anpassung der Prototypen des Ventils
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Applikation Treibstoffdirekteinspritzsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Völkl Motorentechnik GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines vielstofffähigen kombinierten Einspritz-/Einblasesystems für die direkte Einbringung von unterschiedlichen flüssigen wie auch gasförmigen Treibstoffen in den Brennraum von großvolumigen Verbrennungsmotoren (Diesel-Prinzip). Durch die Direkteinblasung der gasförmigen Kraftstoffe wird eine hohe Effizienz der Motoren ermöglicht, Wirkungsgrade größer als 40% sollen erreicht werden. Für das Gaseinblasesystem sollen direkt schaltende Magnetventile zum Einsatz kommen, deren Technik im DLR entwickelt wurde. Es handelt sich hierbei um schnell schaltende Ventile, die besonders für die genaue Dosierung von flüssigen und gasförmigen Treibstoffen geeignet sind. Im Ergebnis des Vorhabens soll ein vielstofffähiges Treibstoffdirekteinspritzsystem vorliegen und als Baugruppe für BHKW-Motoren zur Verfügung stehen. Das Gesamtvorhaben umfasst folgende Arbeitsschritte: i) Vorbetrachtungen zum Einsatz eines vielstofffähigen Dosierventils ii) Erstellung einer analytischen Methode für die Beschreibung und Auslegung der Hochdruckeinblasung iii) Definition von zu untersuchenden Szenarien iv) Bestimmung eines definierten Versuchsaufbaus, Festlegung eines Ventilmodells v) Fertigung einer Hochdruck-/Hochtemperatur-Kammer vi) Durchführung systematischer Versuche an der HD/HT Kammer vii) Modellierung des Einblasesystems und des Motors viii) Anpassung und Optimierung der Methode (Abgleich mit Versuch und Rechenmodell) ix) BHKW-Einzylinder-Versuchsmotor 800cm3 / Neu-Installation im Gasflaschenbetrieb x) BHKW-6Zylinder-Versuchsmotor 25 Liter Die Völkl Motorentechnik GmbH (VMT) wird im Rahmen des Vorhaben die konkrete Applikation des entwickelten Treibstoffdirekteinspritzsystems übernehmen. Dazu sind umfangreiche Arbeiten im Rahmen der Vorbetrachtung, der Bestimmung des Versuchsaufbaus sowie in der Bewertung und Festlegung des zu nutzenden Ventilmodells notwendig. Weiterhin sind hier schwerpunktmäßig die Feldtests sowie die Optimierung geplant.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Optimierung des Kraftstoffsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum für Verbrennungsmotoren und Thermodynamik Rostock GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines vielstofffähigen kombinierten Einspritz-/Einblasesystems für die direkte Einbringung von unterschiedlichen flüssigen wie auch gasförmigen Treibstoffen in den Brennraum von großvolumigen Verbrennungsmotoren (Diesel-Prinzip). Durch die Direkteinblasung der gasförmigen Kraftstoffe wird eine hohe Effizienz der Motoren ermöglicht, Wirkungsgrade größer als 40% sollen erreicht werden. Für das Gaseinblasesystem sollen direkt schaltende Magnetventile zum Einsatz kommen, deren Technik im DLR entwickelt wurde. Es handelt sich hierbei um schnell schaltende Ventile, die besonders für die genaue Dosierung von flüssigen und gasförmigen Treibstoffen geeignet sind. FVTR: Vorauslegung der Hochdruckeinblasung sowie des Motorbetriebs; Aufbau einer Hochdruck-/Hochtemperatur-Kammer zur Analyse der Einblasevorgänge, Entwicklung von thermodynamischen Modellen zur Optimierung des Systems Ventil-Motor. i) Vorbetrachtungen zum Einsatz eines vielstofffähigen Dosierventils ii) Erstellung einer analytischen Methode für die Beschreibung und Auslegung der Hochdruckeinblasung iii) Definition von zu untersuchenden Szenarien iv) Bestimmung eines definierten Versuchsaufbaus, Festlegung eines Ventilmodells v) Fertigung einer Hochdruck-/Hochtemperatur-Kammer vi) Durchführung systematischer Versuche an der HD/HT Kammer vii) Modellierung des Einblasesystems und des Motors viii) Anpassung und Optimierung der Methode (Abgleich mit Versuch und Rechenmodell) ix) BHKW-Einzylinder-Versuchsmotor 800cm3 / Neu-Installation im Gasflaschenbetrieb x) BHKW-6 Zylinder-Versuchsmotor 25 Liter'.