Das Projekt "Kunststoff zur Minimierung der Aussengeraeusche eines stationaeren, vielstoffaehigen, direkteinspritzenden Dieselaggregates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AMS Antriebs- und Maschinentechnik durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Konstruktive und prozesstechnische Entwicklung und Musterbau, Erprobung des 1T-DKWI-Motors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FZR-Maschinenbau GmbH durchgeführt. Die Zeit der beliebigen Einspeisung von selbst erzeugtem Strom ins öffentliche Stromnetz scheint vorbei zu sein. Wurden bisher KWK-Geräte eher großzügig dimensioniert, so spielt künftig die genaue Auslegung auf den Strom- und Wärmelastgang eines Gebäudes eine maßgebliche Rolle. Ziel ist es, den selbst erzeugten Strom auch selbst zu nutzen und die Anlage möglichst ganzjährig wirtschaftlich zu betreiben. Im Verbundprojekt DKWIMotor wird ein wärmeisoliertes Drehkolbenmotor-Funktionsmuster mit Eintakt-Gaswechsel für den Einsatz in BHKWs entwickelt. Das Entwicklungsziel besteht darin, die Gesamtverluste beim Verbrennungsprozess gegenüber dem Viertaktmotor um 40% zu reduzieren. Es ist vorgesehen, dieses Aggregat als wärmeisolierte Zelle zu gestalten, die kaum Wärmeverluste nach außen aufweist und somit den Wirkungsgrad von 60% auf 75 % steigern würde.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung experimenteller Analyse- und Versuchsmethoden und -software, eines Prüfstandes für die prozess- und bauteiltechnische Analyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIT GmbH Berliner Institut für Technologietransfer durchgeführt. Die Zeit der beliebigen Einspeisung von selbst erzeugtem Strom ins öffentliche Stromnetz scheint vorbei zu sein. Wurden bisher KWK-Geräte eher großzügig dimensioniert, so spielt künftig die genaue Auslegung auf den Strom- und Wärmelastgang eines Gebäudes eine maßgebliche Rolle. Ziel ist es, den selbst erzeugten Strom auch selbst zu nutzen und die Anlage möglichst ganzjährig sehr wirtschaftlich zu betreiben. Im Verbundprojekt 1TDKWI-Motor wird ein wärmeisolierter Drehkolbenmotor mit Eintakt-Gaswechsel für den Einsatz in BHKWs entwickelt. Das Entwicklungsziel besteht darin, die Gesamtverluste beim Verbrennungsprozess gegenüber dem Viertaktmotor um 40% (Zielwert) zu reduzieren. Es ist vorgesehen, dieses Aggregat als wärmeisolierte Zelle zu gestalten, die kaum Wärmeverluste nach außen aufweist und somit den Wirkungsgrad von 60% auf 75 % steigern würde.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Entwicklung der berechnungs- und simulationsbasierten Modelle, prozess- und bauteiltechnische Analyse der entwickelten Komponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr, Fachgebiet Fahrzeugantriebe durchgeführt. Die Zeit der beliebigen Einspeisung von selbst erzeugtem Strom ins öffentliche Stromnetz scheint vorbei zu sein. Wurden bisher KWK-Geräte eher großzügig dimensioniert, so spielt künftig die genaue Auslegung auf den Strom- und Wärmelastgang eines Gebäudes eine maßgebliche Rolle. Ziel ist es, den selbst erzeugten Strom auch selbst zu nutzen und die Anlage möglichst ganzjährig wirtschaftlich zu betreiben. Im Verbundprojekt DKWIMotor wird ein wärmeisoliertes Drehkolbenmotor-Funktionsmuster mit Eintakt-Gaswechsel für den Einsatz in BHKWs entwickelt. Das Entwicklungsziel besteht darin, die Gesamtverluste beim Verbrennungsprozess gegenüber dem Viertaktmotor um 40% zu reduzieren. Es ist vorgesehen, dieses Aggregat als wärmeisolierte Zelle zu gestalten, die kaum Wärmeverluste nach außen aufweist und somit den Wirkungsgrad von 60% auf 75 % steigern würde.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeption einer Messsonde zur quantitativen zeitaufgelösten Detektion von CNG im Motor mittels IR-Strahlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Laser-Laboratorium Göttingen e.V. durchgeführt. Die aktuelle EU-Verordnung zur Reduktion des CO2-Ausstoßes besagt, dass die durchschnittliche Emission von Neuwagen bis 2021 auf 95 g/km gesenkt werden müssen. Dies kann zum einen durch innovative Technologien, die Kraftstoff sparen, realisiert werden. Zum anderen ermöglicht die Verwendung von Erdgas (CNG, engl.: Compressed Natural Gas) als Treibstoff eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen und damit die Erreichung dieses Ziels. Gas hat gegenüber flüssigen Otto-Kraftstoffen sehr unterschiedliche physikalische Eigenschaften, welche sich direkt auf die Gemischbildung und den Verbrennungsprozess im Motor auswirken. Dies stellt eine Herausforderung bei der Entwicklung effizienter und emissionsarmer CNG-Motoren dar. Hierzu werden dringend Daten über die am Motorzyklus eines PKW-Viertaktmotors beteiligten Gasdichten (Methan, Stickstoff, Sauerstoff, Wasser und Kohlenstoffdioxid) benötigt. Da sich die Prozesse auf einer Zeitskala im Bereich von Millisekunden abspielen, müssen die Dichten mit einer hohen Zeitauflösung gemessen werden. Das Ziel des LLG besteht darin zusammen mit der LaVision GmbH eine IR-basierte Messsonde mit Reflektor für die Untersuchung von CNG-Motoren zu konzipieren, um der oben genannten Herausforderung zu begegnen. Dazu werden die optimalen Detektionsbedingungen für CNG im IR-Bereich unter motorischen Bedingungen untersucht. Zudem werden die weiteren Gasbestandteile Kohlendioxid und Wasser untersucht, um deren Einfluss auf das Kraftstoffsignal zu minimieren. Diese Untersuchungen bilden die Grundlage für die Konstruktion der Messsonde. Der Einsatz der Sonde erfolgt im Saugrohr und im Brennraum eines Motors. Das LLG entwickelt dazu eine Rechenvorschrift um aus den IR-Signalen die Gasdichten zu bestimmen. Der Prototyp der Messsonde wird am Testmotor kalibriert und schließlich am Prüfstandsmotor validiert. Die LaVision GmbH übernimmt anschließend die Integration der Messtechnik und die Volkswagen AG ist Endabnehmer der neuen Technik.
Das Projekt "Entwicklung eines verbrauchs- und schadstoffarmen Viertakt-Kleinmotors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BING Power Systems GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Entwicklung eines verbrauchs- und schadstoffarmen Viertakt-Kleinmotors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BING Power Systems GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Angesichts der Verknappung der fossilen Brennstoffe sowie zunehmender Forderungen nach Schadstoffreduktion und Klimaschutz treten ein sparsamer Verbrauch und geringe Emissionen auch bei Klein-motoren in den Vordergrund. Gemeint sind damit Anwendungen wie Mopeds und Motorräder, aber auch Rasenmäher oder Motorsägen mit Ottomotoren. Im Gegensatz zu größeren Motoren können keine aufwendigen und kostenintensiven Techniken, wie z. B. Katalysatoren, zum Einsatz kommen, da dies von den Kunden nicht akzeptiert würde, denkt man beispielsweise an Massenmärkte für Motorräder in Asien. Dort ist das Motorrad das Hauptfortbewegungsmittel. Ottomotoren werden entweder mit Saugrohr-Vergasern oder mit Benzineinspritzern betrieben. Für Motorräder kostet ein normaler Vergaser zwischen 10-20 EUR, ein Einspritzer dagegen 100-150 EUR, weshalb letzterer nur für größere Motorräder eingesetzt wird. Die technisch aufwendigere Einspritzung trägt durch genaue Dosierung des Kraftstoffes zur Einsparung bei, während in konventionellen Vergasern, die starr auf einen Hauptlastfall eingestellt sind, Kraftstoff vergeudet wird. Jedoch werden die meisten kleineren Ottomotoren aus Kostengründen mit Vergasern ausgerüstet. Die Firma BING GmbH ist der größte Vergaserhersteller in Deutschland. Zusammen mit dem Institut für Fahrzeugtechnik (IFZN) der Fachhochschule Nürnberg und der sachs engineering GmbH sollte ein elektronisch gesteuerter Vergaser entwickelt werden, der nur ca. 30% eines Einspritzsystems kostet. Durch die Steuerung sollten 10-15% Kraftstoff und Emissionen eingespart werden. Die Kombination dieser ökologischen und ökonomischen Vorteile bietet weltweit beste ermarktungsaussichten, gerade angesichts tendenziell steigender Ölpreise. Fazit: Mit dem Vorhaben wurde das Prinzip der Steuerbarkeit der Gemischzufuhr für Viertakt-Kleinmotoren mit einer getakteten Düse auf Basis von Signalen aus der Zündelektronik nachgewiesen, so dass auch ohne Verwendung einer Lambda-Sonde ein Motorbetrieb mit ? ? 1 für annähernd alle Lastfälle eingestellt werden kann. Es ist ein effizienter Kompromiss zwischen Saugrohr-Vergaser und Einspritzer entstanden, der in puncto Kraftstoffverbrauch und Emissionen bessere Werte erzielt als der Saugrohr-Vergaser, aber kostengünstiger angeboten werden kann als der technisch aufwendigere Einspritzer. Mit dem neuen System werden für kleine Viertakt-Motoren auch in Zukunft verschärfte Abgasnormen eingehalten wer-den können.
Das Projekt "Innermotorische NOx-Reduzierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Der sehr gute Wirkungsgrad der Großdieselmotoren resultiert vornehmlich aus den hohen Gastemperaturen während der periodischen Verbrennung im Zylinder. Dadurch sinken Kraftstoffverbrauch und CO2-Emission, allerdings steigern hohe Brennraumtemperaturen und Luftüberschüsse die Bildung von Stickoxiden (NOx) erheblich. Dieser Zielkonflikt - Wirkungsgrad gegen Umweltverträglichkeit - trat in den letzten Jahren bei Schiffsmotoren deutlich in den Vordergrund. Vor allem die strengen Auflagen für Kraftwerke und Straßenfahrzeuge verringerten die landseitigen Emissionen beträchtlich, so dass der relative Anteil der Schiffsantriebe an der globalen Luftverschmutzung anstieg. Daher strebt u.a. die International Maritime Organization (IMO) durch gesetzliche Regelungen eine deutliche Reduzierung der NOx-Emissionen an. Die nenndrehzahlabhängigen NOx-Grenzwerte werden voraussichtlich ab 2004 rückwirkend gelten. Angesichts dieser zu erwartenden internationalen Abgas-Gesetzgebung und nationaler Regelungen sind Motorenhersteller, Werften und Reedereien bestrebt, die zukünftig noch verschärften Grenzwerte nur durch innermotorische Maßnahmen zu unterschreiten. Es ist das übergeordnete Ziel dieses Projektes, die Gemischbildung und Verbrennung in einem modernen Viertakt- Schwerölmotor so zu optimieren, dass spezifische NOx-Emissionen von etwa 6 g/kWh (Zyklus E2) durch innermotorische Maßnahmen erreicht werden. Mit einem modernen mittelschnellaufenden Viertaktmotor, dessen Zylinderdrücke auf ca. 250 bar gesteigert werden können, sollen in diesem Forschungsvorhaben die wesentlichen konstruktiven und betrieblichen Parameter Ventilsteuerzeiten, Verdichtung und Einspritzintensität sinnvoll und systematisch variiert werden. Unter Einsatz von Dieselöl und Schweröl wird durch Anpassung der Gemischbildung und Führung des Verbrennungsprozesses die NOx-Bildung minimiert. Prinzipbedingt werden die schlechten Verbrennungsbedingungen im Teillastbetrieb die schwierigste Hürde darstellen, so dass hier ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen zu setzen ist.
Das Projekt "Instationaere Russ-/Partikelemission von Schiffsdieselmotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN B&W Diesel AG durchgeführt. Aufbauend auf den Ergebnissen des Vorhabens CLEAN (Foerderkennzeichen 1850080C) sollen die Anforderungen an das Motormanagement aufgezeigt werden, um auch bei instationaeren Motorbetrieb (Lastaufschaltung) eine unsichtbare Abgasfahne sicherzustellen. Die Untersuchungen sollen an mittelschnellaufenden Viertaktmotoren durchgefuehrt werden. Des weiteren soll die Partikelemission bei instationaerem Motorbetrieb ermittelt werden. Im Vorfeld muss dazu erst die Eignung optischer Messmethoden, wie im Non-road-Bereich vorgesehen, sowie deren Korrelation mit der fuer Messungen unter 'steady-state conditions'Geo-Thesaurus geeigneten Methode gemaess dem U.S.Federal Register (angewandt in CLEAN) aufgezeigt werden.
Das Projekt "Einfluß der Prozeßführung auf Emission und Kraftstoffverbrauch hochaufgeladener Großdieselmotoren für Schwerölbetrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Wärmekraftanlagen und Schiffsmaschinen durchgeführt. Mit wenigen Ausnahmen werden seit vielen Jahren alle zivilen Seeschiffe von Großdieselmotoren angetrieben. Sie stellen mit Wirkungsgraden von 40 Prozent bis über 50 Prozent die effizientesten Wärmekraftmaschinen dar. Ein knappes Drittel der großen Seeschiffe wird mit mittelschnelllaufenden Viertaktmotoren ausgerüstet, die inzwischen Einzelleistungen von ca. 30 MW erreichen. Obwohl die kritischen Abgaskomponenten, nämlich Stickoxide (NOx), Schwefeldioxide (SO2) und Partikel, weit weniger als 1 Prozent des Dieselabgases ausmachen, schätzt man den Anteil der ca. 35000 Handelsschiffe an der globalen Emission dieser Komponenten auf etwa 8 bis 10 Prozent. Es lohnt sich daher, auch die Schadstoffemissionen der Schiffsdieselmotoren zu verringern, vor allem in Regionen mit hohem Verkehrsaufkommen. Ziel des FVV-Vorhabens 'Prozeßführung Großdieselmotor' war die deutliche Reduzierung der Stickoxid- und Rauchemissionen mit innermotorischen Maßnahmen bei möglichst unverändertem Kraftstoffverbrauch. Durch eine Kombination aus angehobener Verdichtung, höheren Einspritzdrücken sowie geänderten Ventilsteuerzeiten (Miller-Verfahren) konnten die NOx-Emissionen bei etwa identischem Verbrauch und ähnlichen Rauchwerten um ca. 25 Prozent gesenkt werden. Grundsätzlich mußte jedoch festgestellt werden, dass das Rauchverhalten im Teillastbetrieb verbesserungsbedürftig ist. Zukünftige elektronisch gesteuerte Hochdruckeinspritzsysteme für Schwerölbetrieb bieten hier die Möglichkeit der Mehrfacheinspritzung, also der Einbringung des Kraftstoffes in zwei oder mehr Teilmengen, wobei die Mengenaufteilung der Einzeleinspritzungen im Idealfall frei wählbar ist. Systematische Untersuchungen mit einer elektronisch gesteuerten Einspritzpumpe mit Magnetventilen zeigten, dass eine Voreinspritzung mit einer Voreinspritzmenge von etwa 2-3 Prozent der Nenneinspritzmenge grundsätzlich die Geräuschanregung durch die Verbrennung erheblich vermindert. Insbesondere bei Betriebspunkten mit geringer Leistung und Nenndrehzahl (Generatorbetrieb) wurden durch eine Voreinspritzung deutliche Verbesserungen hinsichtlich des Rauchausstoßes und des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitig geringeren NOx-Emissionen erzielt. Eine geteilte Einspritzung mit einem Mengenverhältnis von 35/65 kann in bestimmten Betriebspunkten zu deutlich niedrigeren Stickoxidemissionen bei gleichem Verbrauch und ähnlichen Rauchwerten führen wie eine Einfacheinspritzung mit hoher Einspritzrate und kurzer Verbrennungsdauer. Zukünftige Untersuchungen sollten zum Ziel haben, unsichtbare Rauchemissionen auch im unteren Leistungsbereich zu erzielen. Einspritzsysteme für Großdieselmotoren, die eine kurze und intensive Nacheinspritzung ermöglichen, beispielsweise Common-Rail-Einspritzsysteme, können hier einen wertvollen Beitrag leisten.
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