Description: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Kolbenringen für den Einsatz in wasserstoffbetriebenen Gasmotoren von KWK-Energieerzeugungsanlagen basierend auf dem keramischen Verbundwerkstoff C/C-SiC. Vor dem Hintergrund der Klimaneutralität soll der Betrieb von stationären BHKW-Gasmotoren zunehmend von fossilen Brennstoffen auf Wasserstoff umgestellt werden. Die Verbrennung von Wasserstoff verläuft gegenüber Erdgas jedoch schärfer und ist schwerer kontrollierbar. Die erhöhte thermische Belastung führt bei etablierten Materialien zu erhöhtem Verschleiß, was zu unerwünschten Blow-By-Effekten führt. Die Motoren können daher derzeit nicht dauerhaft und auch nicht am optimalen Betriebspunkt betrieben werden. Dem soll durch die Entwicklung von Kolbenringen auf Basis des faserkeramischen Werkstoffs C/C-SiC begegnet werden. Das Material verspricht eine deutlich höhere Verschleißbeständigkeit bei guten Gleiteigenschaften. Dies ermöglicht eine bessere Brennraumabdichtung und reduzierten Blow-By. Durch Schmiermittel bedingte Emissionen können dadurch ebenfalls reduziert werden. Die C/C-SiC-Kolbenringe werden nach einem neuen Ansatz erzeugt, bei dem zwei bewährte CMC-Herstellprozesse (r-CVI, LSI) vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Erwartete Vorteile der C/C-SiC-Kolbenringe: - Hohe Verschleißbeständigkeit und verlängerte Lebensdauer - Verbesserte Abdichtung des Brennraums und reduzierter Blow-By - Reduzierte Belastungen für Schmiermittel, geringere Emissionen - Selbstschmierung des Materials verbessert Notlaufeigenschaften.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Fossiler Brennstoff
?
Verbundwerkstoff
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Erdgas
?
Werkstoff
?
Gasmotor
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Schmierstoff
?
Wärmebelastung
?
Wasserstoff
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Kleine und mittlere Unternehmen
?
Klimaneutralität
?
Motor
?
Abdichtung
?
Region:
Bayern
Bounding boxes:
12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2022-09-01 - 2025-08-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Subproject: Ceramic piston rings
Description: The aim of the project is to develop piston rings for use in hydrogen-powered gas engines of CHP energy generation plants based on the ceramic composite material C/C-SiC. Against the background of climate neutrality, the operation of stationary CHP gas engines is to be increasingly converted from fossil fuels to hydrogen. Compared to natural gas, however, the combustion of hydrogen is sharper and more difficult to control. The increased thermal load leads to increased wear on established materials, resulting in undesirable blow-by effects. As a result, the engines cannot currently be operated permanently or at the optimum operating point. This is to be countered by the development of piston rings based on the fiber ceramic material C/C-SiC. The material promises significantly higher wear resistance with good sliding properties. This enables better combustion chamber sealing and reduced blow-by. Emissions caused by lubricants can also be reduced as a result. The C/C-SiC piston rings are produced using a new approach that advantageously combines two proven CMC manufacturing processes (r-CVI, LSI). Expected benefits of the C/C SiC piston rings: - High wear resistance and extended service life - Improved sealing of the combustion chamber and reduced blow-by - Reduced loads on lubricants, lower emissions - Self-lubrication of the material improves emergency running properties.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129714
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