Das Projekt "Teilvorhaben: Tenneco GmbH, Entwicklung und Integration NH3-Generator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Tenneco GmbH durchgeführt. Das Projekt hat zum Ziel, die Effizienz von Dieselmotoren mit AGN-Systemen durch die Entwicklung eines effizienten SCR-Systems mit Partikelfiltration und gasförmiger Ammoniakbereitstellung, zu steigern. Als Hauptziel des Vorhabens ist eine Kraftstoffeinsparung von 4-5Prozent zu verdeutlichen bei einer Erhöhung des NOx-Konvertierungsgrades auf 97Prozent. Des weiteren werden Erkenntnisse aus zum Vergiftungs- und Alterungsverhalten von Katalysatoren gewonnen. Der Projektschwerpunkt bei Tenneco liegt bei der Entwicklung des NH3-Generators, welcher die Funktionen der Umwandlung des HWL in NH3 außerhalb des ANB-Systems übernehmen soll. So muss der Generator die unterschiedlichen Anforderungen des ANB-Systems erfüllen, was mittels einer Konzeptstudie, einer CFD Analyse und dem Aufbau und der Testung unterschiedlicher Muster nachgewiesen werden soll. Dazu gehört die Entwicklung der technischen Umwandlung des HWL in gasförmiges Ammoniak unter der Berücksichtigung der Thermolyse und der Hydrolyse. Da die Zwischenprodukte bei der Aufbereitung der HWL zu Ammoniak sehr reaktiv und aggressiv sind, sind im Projekt Material- und Fertigungsprozesse zu untersuchen, die letztendlich zur Herstellung des Generators dienen. Die Versorgung des Generators mit ausreichend Energie durch die Einbindung an das Thermomanagement des Motors könnte ggfs. über Wärmetauscher erzielt werden, da auf klassische elektrische Energie im Fahrzeug nicht zurückgegriffen werden soll. Die Entwicklung geeigneter Betriebsstrategien zur Dosierung des NH3 und die Integration des Generators am Motor und im Gesamtsystem ist ein entscheidender Projektbestandteil. Die Aufbereitung der HWL zu Ammoniak und die Bereitstellung dessen für die Stickoxidreduktion im SCR-Katalysator müssen ohne zeitliche Verzögerung erfolgen. In einer Funktionsstudie werden verschiedene Möglichkeiten der Realisierung überprüft. Dabei werden u.a. Konzepte wie Minispeicher oder Trägergasdosierung untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben APL: Numerische Simulation MKS, EHD, CFD und Konstruktion der Hochdruckpumpe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH durchgeführt. Ein strahlgeführtes, ottomotorisches Brennverfahren mit Hochdruck-Direkteinspritzung wird erforscht und entwickelt und an einem Versuchs-Vollmotor umgesetzt. Die angestrebte Erhöhung des Einspritzdrucks auf 600 bar wird eine Steigerung des motorischen Wirkungsgrads und damit einhergehend eine Verbrauchseinsparung von mindestens 10Prozent ermöglichen. Gleichzeitig wird eine signifikante Reduzierung der HC-, Partikel- sowie NOx-Emissionen erwartet, die in der Folge eine Vereinfachung der Abgasnachbehandlung mit entsprechenden Kosteneinsparungen ermöglichen soll. Voraussetzung hierfür bildet die Entwicklung eines geeigneten und betriebsfesten Hochdruck-Einspritzsystems. Der Entwicklungsprozess wird mittels fortschrittlicher Messverfahren und mit aufwendigen Simulationswerkzeugen zielführend ergänzt. Die APL GmbH wird einen entscheidenden Anteil am Entwicklungsprozess der Hochdruckpumpe in Zusammenarbeit mit Continental leisten. Als Dienstleistungsunternehmen für die Automobilhersteller verfügt die APL GmbH über umfangreiches Knowhow auf dem Gebiet der Simulation, der Konstruktion und der Auslegung von Motorkomponenten. Im Rahmen des Arbeitspakets AP4 werden aufwendige Simulationstools (CFD, EHD, FEM) zur Bestimmung der Strömungszustände, der zu erwartenden mechanischen Belastungen der einzelnen Bauteile und nicht zuletzt der Zustände in den Reibkontakten eingesetzt. Die erwarteten umfangreichen Erkenntnisse sind für die gezielte Entwicklung der Hochdruck-Einspritzpumpe unentbehrlich.
Das Projekt "Vorhaben: Integration von Abgasnachbehandlungssystemen in den Schalldämpferbauraum zur Reduzierung von Emissionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HUG Engineering GmbH, Standort Magdeburg durchgeführt. Bedingt durch die immer weitere Verschärfung der Abgasgesetzgebung im Bereich maritimer Anwendungen, werden die zu installierenden Komponenten zur Erreichung der Abgasgrenzwerte immer komplexer. Für die neu zu planenden und zu bauenden Schiffe müssen in Zukunft völlig neue Maschinenräume berücksichtigt werden. Die aufwendigen Abgasreinigungsanlagen (AGR) werden immer größer und schwerer. Hier stößt der Schiffbau in naher Zukunft an Grenzen. Um hier die Entwicklung positiv zu beeinflussen, müssen von Seitens der Lieferanten die Systeme kompakter gestaltet werden. Eine Möglichkeit hierfür besteht die beiden Komponenten SCRKatalysator, zur NOx-Reduzierung, und Schalldämpfer soweit zu vereinen, um maximale Gewichts- ,Platz- und Kosteneinsparung zu erreichen. Dieses soll das Ziel des Entwicklungsprojektes sein. Hug-Engineering GmbH wird folgende Hauptkomponenten entwickeln: SCR-Katalysator, Stahlbau zur Montage der SCR-Waben im Schalldämpfergehäuse, Eindüs- und Mischstrecke, Apparate- und Steuerungskomponeten. Diese Arbeiten werden in enger Abstimmung mit den Projektpartnern vorgenommen. Die entwickelten Anlagen werden in realen Motortests validiert.
Das Projekt "Teilvorhaben IAVF: Gesamtprojektleitung, Entwicklung Brennverfahren mit Hochdruckeinspritzung, Bestimmung Verschleißverhalten und Schwachstellenanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IAVF Antriebstechnik GmbH durchgeführt. Die Erhöhung des Einspritzdrucks auf 500 bis 600 bar ist eine der wirkungsvollsten Maßnahmen, um die Effizienz des ottomotorischen Brennverfahrens zu erhöhen und gleichzeitig die Schadstoffemissionen (HC-, Partikel- sowie NOx-Emissionen) zu senken. Durch die Umsetzung eines strahlgeführten Brennverfahrens, das konsequent die Vorteile des hohen Einspritzdrucks ausnutzt, können der Verbrauch und die Emissionen unter seriennahen Randbedingungen erheblich reduziert werden.
Aus Voruntersuchungen mit einem Einzylinder-Forschungsmotor wird an einem Serienmotor eine Verbrauchseinsparung von mindestens 10% erwartet. Zusätzlich ist damit zu rechnen, dass auch eine Vereinfachung der Abgasnachbehandlung mit entsprechenden Kosteneinsparungen möglich wird. Dass die maximalen Drücke in Serieneinspritzsystemen zur Zeit nur etwa halb so hoch sind, liegt unter anderem an der geringen Schmierfähigkeit ottomotorischer Kraftstoffe.
Um dem Ziel höherer Einspritzdrücke in der Serienanwendung näher zu kommen, wurde ein neues Verbundforschungsvorhaben ins Leben gerufen. Dabei stellt die Entwicklung einer Hochdruck-Einspritzpumpe, in der ingenieurkeramische Werkstoffe zum Einsatz kommen, einen Schwerpunkt des Vorhabens dar. Der Entwicklungsprozess der Pumpe wird mittels aufwändigen Versuchen an einem Vollmotor, in denen fortschrittliche Messverfahren zum Einsatz kommen sowie mit aufwändigen Simulationswerkzeugen zielgerichtet unterstützt.
Das Projekt "Teilvorhaben Continental: Entwicklung Hochdruck-Einspritzsystem, Fertigung Prototyppumpen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Continental Mechanical Components Germany GmbH durchgeführt. Ein strahlgeführtes, ottomotorisches Brennverfahren mit Hochdruck-Direkteinspritzung wird erforscht und entwickelt und an einem Versuchs-Vollmotor umgesetzt. Die angestrebte Erhöhung des Einspritzdrucks auf 600 bar wird eine Steigerung des motorischen Wirkungsgrads und damit einhergehend eine Verbrauchseinsparung von mindestens 10Prozent ermöglichen. Gleichzeitig wird eine signifikante Reduzierung der HC-, Partikel- sowie NOx-Emissionen erwartet, die in der Folge eine Vereinfachung der Abgasnachbehandlung mit entsprechenden Kosteneinsparungen ermöglichen soll. Voraussetzung hierfür bildet die Entwicklung eines geeigneten und betriebsfesten Hochdruck-Einspritzsystems. Der Entwicklungsprozess wird mittels fortschrittlicher Messverfahren und mit aufwendigen Simulationswerkzeugen zielführend ergänzt. In diesem Teilvorhaben übernimmt Continental die Entwicklung und Fertigung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer neuartigen und für die hohen Kraftstoffdrücke angepassten Kraftstoffförderpumpe für die Realisierung des hier vorgesehenen Brennverfahrens. Ausgehend von den Erfahrungen und dem Knowhow, die das Unternehmen auf dem Gebiet der Einspritzsysteme als jahrelanger Entwicklungspartner der Automobilindustrie aufweist, wird von der Konzeptfindung bis hin zur Fertigung eines Prototyps der Großteil des Entwicklungsaufwands hierfür von der Continental übernommen. Durch die enge Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wird der Entwicklungsprozess unter Zuhilfenahme modernster Simulationswerkzeuge und geeigneten experimentellen Untersuchungen zielführend ergänzt und gefördert.