BiokraftstoffeFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte

Verbundvorhaben: Gemischbildung und Verbrennung von Alkoholen und anderer biogener Kraftstoffe in mischungskontrollierten Brennverfahren; Teilvorhaben 3: Motornahe Applikation und experimentelle Untersuchung biogener Kraftstoffe am Motor - Akronym: MiFoCo-bio

Anschrift
Technische Universität München - TUM School of Engineering and Design - Lehrstuhl für Nachhaltige Mobile Antriebssysteme
Schragenhofstr. 31
80992 München
Projektleitung
Dr.-Ing. Maximilian Prager
Tel: +49 89 289 24-106
E-Mail schreiben
FKZ
2220NR021C
Anfang
01.10.2020
Ende
30.06.2023
Ergebnisverwendung
Das Arbeitspaket APIV wurde im Laufe dieses Projektes vom NMA bearbeitet und abgeschlossen. Der Umfang und die Anforderungen an die Durchführung der Messungen wurden mit und zwischen den Projektpartnern besprochen. Im Laufe der Projektlaufzeit sind dadurch Änderungen in den ursprünglichen Projektumfang eingeflossen. Der Kraftstoff HVO wurde durch die gewonnenen Erkenntnisse der Simulationen für weiterführende experimentelle und simulative Untersuchungen ausgeschlossen. In Absprache zwischen MTU und NMA wurden die möglichen Motorbetriebspunkte für die Messkampagne, die am Einzylinder-Forschungsmotor durchgeführt werden sollten, festgelegt. Die benötigten mit Messtechnik versehenden Bauteile wurden dem NMA von MTU und Woodward L’Orange zu Verfügung gestellt. Der Umbau des Prüfstandes und die Durchführung der Messungen wurden nacheinander abgearbeitet. Die anschließende Auswertung bestätigt die in den Simulationen gewonnen Erkenntnisse. Die genaueren Ausführungen und Informationen werden im "Schlussbericht" aufgeführt.
Aufgabenbeschreibung
Die Durchführung der ersten Projektphase führte zu Erkenntnissen, die die charakteristischen Eigenschaften während der Spraybildung und im stationären Zustand des Sprays beschreiben. Die hieraus gewonnen Ergebnisse zeigen, dass das Massenverhältnis von Kraftstoff und Umgebungsgas vor dem Start der Verbrennung unabhängig von der Kraftstoffzusammensetzung ist. Die Betrachtung von lokal, stationären Sprayzuständen weist das gleiche Massenverhältnis für unterschiedliche Kraftstoffzusammensetzungen auf. Diese Spraycharakteristik entsteht durch die physikalischen Beeinflussungsmechanismen und kann gezielt durch das Einspritzsystem verändert und gesteuert werden. Mit dem Start der Verbrennung wird das Kraftstoffspray durch die chemischen Prozesse, die von der Kraftstoffzusammensetzung abhängig sind, beeinflusst. Für die Betrachtung von alternativen Biokraftstoffen können Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische verwendet werden, die durch ihre chemischen Charakteristika die Erzeugung der Verbrennungsprodukte in einen angestrebten Bereich halten. Das Ziel dieser Auswahl ist die direkte Reduzierung der Emissionen. In der zweiten Projektphase sollen Ethanol, HVO und 1-Octanol betrachtet werden. Die Beurteilung eines möglichen Kraftstoffeinflusses auf mikroskopischer Ebene soll durch die Beurteilung der Mischungshomogenität durch die Raman-Spektroskopie durchgeführt werden. Die Verbrennungseigenschaften der alternativen Kraftstoffe werden durch Untersuchungen an einer Einspritzkammer, einer Rapid Compressed Machine und einem Einzylindermotor herausgearbeitet. Dabei werden möglichst reale Betriebsbedingungen angefahren. Die ausgewählten Betriebspunkte sollen eine möglichst geringe Emission erzeugen. Der Erkenntnisgewinn der jeweiligen Prüfstandsysteme soll durch Simulationen bestätigt werden. Die Simulationen sollen eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse untereinander ermöglichen.

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