Das Projekt "Strahlausbreitung, Gemischbildung, Selbstzuendung und Russbildung bei Mehrkomponentenkraftstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. In previous research projects in the Non-nuclear Energy R + D programmes a number of optical methods have been successfully aplied to observe the behaviour of model fuels like n-heptane or heptamethylnonane and real diesel fuel injected into an observtion chamber under diesel engine conditions, i.e. at high temperatures and high pressures. The main objective of the proposed investigation is the extension of the existing knowledge to the case of multi-component fuels. Various optical techniques will characterize spray formation and propagation, mixture formation of different fuel species, auto-ignition and soot formation after injection into quiescent or turbulent air. The data will be added to the broad data base from pressure chamber experiments which is already available and used for the assessment of the SPEED and SPICE code.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Motorische Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse durchgeführt. Biokraftstoffe sind in der Lage, die fossilen Kraftstoffe Diesel, Benzin und Erdgas als Reinkraftstoffe vollständig oder partiell zu substituieren. Weltweit besteht derzeit ein Drängen zur vermehrten Nutzung von Kraftstoffen aus nachwachsenden Quellen. Gemäß der EU-Richtlinie 2009/28/EG hat eine Erhöhung der Beimischungsquote von Biokraftstoffen zu fossilen Kraftstoffen auf 10 Prozent bis 2020 verbindlich zu erfolgen. Dieses Bestreben erfährt zurzeit Widerstand von Privatnutzern, wodurch die Durchsetzung oben genannter Ziele erschwert wird. Grund für die Opposition ist unter anderem ein Mangel an grundlegenden Kenntnissen über die physikochemischen Eigenschaften dieselmotorischer Emissionen bei der Verwendung von Biodiesel im Vergleich zu fossilen Dieselkraftstoffen. Bisher ist nur wenig Grundlagenforschung zur Struktur und Reaktivität des Rußes von Biokraftstoffen unternommen worden. Im Rahmen des Projektes soll diese Thematik bearbeitet werden. Hierzu werden am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse und am Bayreuth Engine Research Center (LTTT / BERC, Universität Bayreuth) optische Messmethoden zur innermotorischen Rußbildungsdiagnostik sowie Messtechniken zur außermotorischen Partikelmessung und -charakterisierung eingesetzt. Der optische Einzylinder-Dieselmotor dient zur Untersuchung der innermotorischen Wirkkette und zur Analyse der emittierten Rußpartikel. Die Rußdiagnostik unter realitätsnahen Bedingungen erfolgt an einem Serienmotor.
Das Projekt "Numerische und experimentelle Untersuchung der Ausbreitung des Kraftstoffstrahles und der Gemischbildung bei Benzin-Direkteinspritzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Maschinenmesstechnik und Kolbenmaschinen durchgeführt. Zur Verringerung der Ladungswechselverluste durch herkoemmliche Drosselregelung des Ansaugstromes von Ottomotoren wird die Direkteinspritzung des Kraftstoffes in den Arbeitsraum des Motors erforscht. Diese Qualitaetsregelung setzt voraus, dass die Gemischaufbereitung zwei Anforderungen genuegt: 1. Zum Zeitpunkt der Zuendung muss das Gemisch an der Zuendkerze zuendfaehig sein. 2. Die Gemischzusammensetzung muss im uebrigen Arbeitsraum eine ausreichend schnelle und moeglichst vollstaendige Verbrennung gewaehrleisten. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch Verwendung eines optisch zugaenglichen Motors (Transparentmotor) die lokale Verteilung von fluessigem und dampffoermigem Kraftstoff mit dem Verfahren der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) orts- und zeitaufgeloest zu untersuchen. Durch Anwendung des CFD-Programms 'FIRE' (AVL-List GmbH) erfolgt mit den gemessenen Randbedingungen die Simulation der Gemischbildung.
Das Projekt "Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Optimierung der elektrischen Zuendung von erdgasbetriebenen Industriebrennern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gaswärme-Institut e.V. durchgeführt. Die Auslegung von Brennern fuer Industrieoefen unterliegt derzeit zwei Hauptkriterien. Zum einen muss die Effizienz des Verbrennungsprozesses gesteigert werden, um den auf das Endprodukt des Prozesses bezogenen CO2-Ausstoss zu minimieren, zum anderen duerfen die Schadstoffemissionen - vor allen die der Stickoxide - gesetzliche Grenzwerte nicht ueberschreiten. Neuentwicklungen von schadstoffarmen Brennern, die diesen Kriterien Rechnung tragen, setzen sich nur langsam auf dem Markt durch und die Umruestung bestehender Anlagen auf diese Brenner geht zum Teil mit hohen Investitions- und Umbaukosten einher. Ein Verbrennungsprinzip, das eine deutliche Minimierung der NOx-Emissionen verspricht und den Vorteil aufweist, dass sich bestehende Brennersysteme auf einfache Art und Weise umruesten lassen, ist die oszillierende Verbrennung. Dabei wird die Brennstoff- oder Luftzufuhr derart zeitlich variiert, dass entweder ein unter- oder ein ueberstoechiometrisches Verbrennungsgemisch dem Brennraum zugefuehrt wird. Bei beiden Umsetzungszustaenden ist bekannt, dass sie sich durch geringe NOx-Bildungsraten auszeichnen. Weil sich die unterschiedlichen Mischungszonen im weiteren Verlauf der Stroemung zu einem stoechiometrienahen Gemisch vereinigen, werden keine erhoehten Konzentrationen an Unverbrannten erwartet. Ein weiterer Vorteil der oszillierenden Verbrennung ist in der Annahme begruendet, dass sich durch die verzoegerte Mischung und Umsetzung die Ausdehnung des Flammenkoerpers und somit auch das fuer die Waermeuebertragung relevante Volumen einer Flamme vergroessert. Bisher wurden keine detaillierten Untersuchungen zur Bestaetigung und Quantifizierung der Waermeuebertragungs- und Stickoxidbildungseigenschaften der oszillierenden Verbrennung durchgefuehrt. Aufgrund oekonomischer und oekologischer Aspekte sollte durch Primaermassnahmen eine maximal moegliche NOx-Minderung und gesteigerte Prozesswirkungsgrade angestrebt werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, zu untersuchen, ob die Ergebnisse von theoretischen Ueberlegungen und von experimentellen Vorabuntersuchungen zur oszillierenden Verbrennung hinsichtlich reduzierter Stickoxidemissionen und verbesserter Waermeuebertragungseigenschaften bestaetigt werden koennen. Grundlegende experimentelle Untersuchungen sollen zeigen, in wie weit die Modulation der Gasvolumenstroeme einen Einfluss auf die Emissionen von Unverbrannten hat und wie sich das Zuend-, Betriebs- und Teillastverhalten aendert. Dazu sind detaillierte Untersuchungen ueber die stroemungsbedingten Mischungs- und Selbstinertisierungsvorgaenge notwendig. Ein weiterer Aspekt des Forschungsvorhabens beschaeftigt sich mit der technischen Realisierung und ihrer Anwendbarkeit auf unterschiedliche Brennertypen.