Der Einsatz von bleifreiem Benzin in Fahrzeugen mit Katalysator nach US-Standard soll im Strassentest demonstriert werden. Dabei liegt der Schwerpunkt beim Emissions- und Verbrauchsverhalten ueber der Laufstrecke. Ein Vergleich mit heute marktueblichen Fahrzeugkonzepten soll eine Quantifizierung einer Minderung der Emissionswerte ermoeglichen.
Die Verminderung der Abgasemissionen von Kfz ist prinzipiell durch motorische Massnahmen oder durch katalytische Abgasnachbehandlung zu erreichen. Die Anwendung der katalytischen Abgasnachbehandlung mit gleichzeitiger Verringerung von CO, HC und NOx verlangt nach heutigem Kenntnisstand die Verwendung bleifreien Benzins. Der Einfluss des Einsatzes von unverbleitem Otto-Normalkraftstoff beim Betrieb von Fahrzeugen unter deutschen Verkehrsverhaeltnissen auf Betriebsverhalten, Leistung, Wartung und Verschleiss der Motoren wird untersucht. Zusaetzlich wird die Entwicklung des Strassenoktanzahlbedarfs festgestellt.
Zur Untersuchung des Selbstzuendungsverhaltens von unverbleiten Kraftstoffen mit verschiedenen Zusaetzen sauerstoffhaltiger Komponenten wurden bisher zahlreiche Versuche an einer Verbrennungsbombe durchgefuehrt, die jedoch nur bei dem extrem klopffreudigen Kohlenwasserstoff N-Heptan Selbstzuendungsreaktionen erkennen liessen. Eine weitere Anhebung der Gemischtemperatur war dadurch begrenzt, dass eine unkontrollierte Selbstzuendung an der heissen Bombenwand erfolgte. Daher wird ein modifizierter Versuchsaufbau vorgeschlagen, bei dem die Selbstzuendungsreaktionen an d. Oberflaeche einer Gluehkerze eingeleitet werden. Mit dieser Anordnung ist zu erwarten, dass die im Programm vorgesehenen Kraftstoffe im Hinblick auf ihr Selbstzuendungsverhalten untersucht werden koennen. Diese Methode weicht allerdings von dem bisher verfolgten Prinzip einer durch Verdichtung d. unverbrannten Restgases hervorgerufenen Temperatursteigerung bis zur Selbstzuendungsgrenze ab.
Entwicklung von Technologie und 'Engineering' fuer den Bau einer Demonstrationsanlage zur Erzeugung von hochklopffesten Aether/Alkohol-Gemischen. Untersuchung der Einzelschritte und des integrierten Anlagenverbundes im Pilotmassstab. Pruefung der Verbrennungseigenschaften sowie der Materialvertraeglichkeit und des Abgasverhaltens auch im Hinblick auf die katalytische Nachverbrennung. Ermittlung physikalisch-chemischer und technischer Daten zur Auslegung einer Produktionsanlage.
Methanol als Alternativ-Kraftstoff eingesetzt im Zweistoffbetrieb in einem Ottomotor.
Im Zusammenhang mit dem diskutierten Einsatz unverbleiter Kraftstoffe, der eine Voraussetzung fuer eine Abgasentgiftung (Stickoxide, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid) durch Katalysatoren ist, sind Konsequenzen in Form eines steigenden Kraftstoffverbrauchs zu befuerchten, falls die Klopffestigkeit von Ottomotorkraftstoffen nicht durch andere Komponenten als Bleiverbindungen auf dem gewohnten Stand gehalten werden kann. Zur Untersuchung der Wirksamkeit solcher sauerstoffhaltiger Kraftstoffkomponenten zur Erhoehung der Klopffestigkeit soll im Rahmen dieses Forschungsvorhabens das Selbstzuendungsverhalten in einer Verbrennungsbombe untersucht werden, um Aussagen zu erhalten, welche die Oktanzahl, als bisher einziges Beurteilungskriterium der Klopffestikeit von Kraftstoffen, ergaenzen.
Das Verhalten eines 4-Zylinder-Ottomotors wird bei Verwendung von Benzin und Methanol im Zweistoffbetrieb untersucht. Methanol wird lastabhaengig zur Verbesserung der Klopffestigkeit des Grundbenzins zugegeben. Das Gemischbildungsorgan fuer Zweistoffbetrieb (Vergaser) wird zur Erreichung des gewuenschten Luftverhaeltnisses und Benzin/Methanol-Verhaeltnisses bei unterschiedlichen Motorkennfeldpunkten abgestimmt. Methanol ersetzt die in Ottokraftstoffen zur Klopffestigkeitsverbesserung enthaltenen giftigen Bleiverbindungen und reduziert den Bedarf an Mineraloel.
Die Einfuehrung von unverbleiten Benzinen hat bei Superkraftstoffen einen Oktanzahlverlust von 3 Punkten zur Folge. Dies erfordert eine Zuruecknahme des Verdichtungsverhaeltnisses und bedeutet damit innerhalb gewisser Grenzen eine Verbrauchsverschlechterung, wenn es nicht gelingt, andere die Klopffestigkeit verbessernde Zumischkomponenten zu finden. Darueberhinaus erfordert die zukuenftige Bedeutung von Magerkonzepten neue verbrennungsbeschleunigende Komponenten oder additive. Daher soll innerhalb der ersten Phase des vorliegenden Forschungsvorhabens zunaechst versucht werden, durch eine Loesung des bei frueheren Versuchsreihen aufgetretenen Kondensationsproblems die spektroskopischen Untersuchungsmethoden fuer die Beurteilung der Klopffestigkeit von Ottokraftstoffen allgemein anwendbar und praxistauglich zu entwickeln.
Der derzeitige Stand der Wissenschaft laesst vermuten, dass das Waldsterben durch eine Kombination von Wirkungen des Schwefeldioxids, der Stickoxide und Kohlenwasserstoffe verursacht wird. Letztere beide Schadstoffe werden in beachtlicher Menge von Kraftfahrzeugen verursacht. Drei technische Entwicklungen koennen zur Loesung dieser Probleme beitragen. Der Magermotor, der emissionsarme Dieselmotor und der Dreiwegkatalysator. Langfristig sind die ersten beiden Loesungen vorzuziehen, da sie guenstiges Abgasverhalten mit Energiesparsamkeit und Zuverlaessigkeit verbinden. Kurzfristig sind die extrem hohen Anforderungen der US Gesetzgebung nur mit Hilfe des Dreiwegkatalysators erreichbar. Laengerfristig waere es wuenschenswert, moeglichst hochoktaniges (etwa 96 ROZ, 86 MOZ) bleifreies Benzin auf den Markt zu bringen, um die Energiesparsamkeit zu beguenstigen. Es wird vorgeschlagen, die Moeglichkeit eines Ausgleichs zwischen Sparsamkeit und Umweltbelastung innerhalb geringer Grenzen zu erwaegen. Zu bedenken ist auch die Tatsache, dass z.B. der Magermotor seine Emissionseigenschaften ziemlich konstant haelt, waehrend die Funktion des Katalysators im Laufe der Zeit nachlaesst, wobei die routinemaessige Ueberpruefung im Moment kaum technisch durchfuehrbar ist. Um eine schnellere Entlastung der Umwelt zu erreichen als dies durch Verordnungen fuer Neufahrzeuge moeglich ist, koennten verkehrspolitische Massnahmen gesetzt werden. Z.B. Beguenstigungen des oeffentlichen Verkehrs, Tempolimits und autofreie Tage. Auch Nachruestung bestehender KFZ ist moeglich, wenn auch nicht so wirksam wie Dreiwegkatalysatoren.
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