Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Betriebsverfahrens mit Verwendung von Abwaerme (Grundzyklus) und der Moeglichkeit, den Kraftstoffverbrauch von Dieselmotoren zu verringern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN durchgeführt. General Information: The proportion of exergy in the coolant heat of internal combustion engines is too small (approx. 4 per cent of the primary energy) because the coolant temperature is quite low (about 80 degrees c). By contrast, the exergy in the exhaust gases amounts, (when they are cooled from 560 degrees c to 180 degrees c), to some 12 per cent of the primary energy. The aim of this study is to convert exhaust heat of internal combustion engines into mechanical energy and to transfer it to the crankshaft in order to improve the effective engine efficiency. For diesel engines this may improve the overall efficiency from 40 per cent to about 50 per cent. In this study a bottoming cycle unit for a turbocharged 6-cylinder diesel engine installed in a long-haul truck (207 kw at 2000 rpm) was developed, constructed and tested. To this end, different working fluids were compared. A test rig was used to measure, test and refine the system for use. The choice of the working fluid fell ultimately on steam. (the organic rankine cycle technology requires, compared to a steam process, a higher capital investment due to much greater heat-exchanger surfaces, the expensive working fluid and the safety precautions required if the working medium has an inflammable or toxic behaviour). A radial turbine was chosen, while the other components of the rankine engine were selected according to conventional practice. A gear box was used to connect the bottoming engine with the diesel engine (lubrication problems of the gear box have been solved). At the design point, the speed of the turbine was 100,000 rpm and its useful power approx. 19.4 kw. The steam is heated with waste heat of 590 degrees c, is expanded and cooled down to 110 degrees c. The resulting high speed of the turbine shaft and the high temperatures did not permit the use of contact seals. The amount of sealing air demands a larger compressed air tank for the vehicles brake system. Furthermore, the leakage of the sealing steam had to be supplemented by treated boiler feed water. The bottoming cycle components (water treatment plant and larger compressed air tank) could not be accommodated on the truck without sacrificing some of the payload capacity. Therefore, this version of exhaust gas utilisation (given the present price of diesel fuel and the relatively small distances travelled per year in Europe) is uneconomical.
Das Projekt "Turbo-charged motor-generator units for electricity generation from waste gas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energie-Versorgung Schwaben AG durchgeführt. Objective: To prove the economic viability of using landfill gas for generating electricity by means of a newly developed 240 KW output turbo-charged engine, turbocharged engines, their size suited to the offered amounts of gas. General Information: The gas arising in the landfill sites located in Wangen-Obermooweiler , Maulbronn-Zaisersweiher and Eberstadt (Heilbronn) is being used for the generation of electricity. The project will provide experience of life time and possible kinds of operation of the used engines with the special view to the influence of the quality of the used gas. In this point an interesting aspect is the operation mode as function of methan content and concentration of pollutants. An additional factor are measures taken to conform to the limit values for exhaust gas prescribed in the 'Technical Instructions, Air' (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft or TA Luft). This entered force in the Federal Republic of Germany on February, 26th 1986 and prescribes the following limits for nitrogen oxide and carbon monoxide in the exhaust gases of plants with combustion engines with a firing heat output greater than 1 MW (300 KWel for unit-type power plants): NOx smaller than500 mg/Nm3 CO smaller than650 mg/Nm3 Achievements: Wangen-Obermooweiler: the output of the installed unit-type power plant is about 265 kW. The plant was set in operation in December 1986. After difficulties in the testing phase the plant is now operating without remarkable problems. The average availability of the plant is more than 85 per cent. Maulbronn-Zaisersweiher: the output of the installed unit-type power plant is 212 kW. The plant was set in operation in may 1987. Due to the little number of working hours and that there are still problems with the gas delivering system it is not possible to give detailed information of this plant. Eberstadt: the output of the installed unit-type power plant is 430 kW. The plant was set in operation in November 1986. The average availability is more than 85 per cent. It is planned to install another plant for the delivering amount of gas is sufficient for more than one plant.
Das Projekt "Dokumentation und Indizierung des Dieselmotors OM 366 LA EPA'94" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrzeuge durchgeführt. Der LKW-Dieselmotor OM 366 LA EPA'94 wurde in sieben Leistungsvarianten auf dem Pruefstand untersucht. Dabei wurden die Auswirkungen der unterschiedlichen Ausruestungszustaende bzgl Einspritzsystem, Abgasturbolader und Auspuffsystem auf die motorischen Kennwerte und die aus Indiziermessungen bestimmten thermodynamischen Groessen ermittelt.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung keramischer Bauteile fuer Otto- und Dieselmotoren - Phase II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AG Kühnle, Kopp & Kausch durchgeführt. Die Verwendung keramischer Bauteile im heissen Bereich von Otto- und Dieselmotoren ermoeglicht die Steuerung der Temperaturverteilung des Waermeflusses und damit die Verbesserung des Wirkungsgrades, der Schadstoff- und Geraeuschemission und des Leistungsgewichts. Dies gilt insbesondere dann, wenn die erhoehten Abgastemperaturen durch einen Turbolader ausgenuetzt werden koennen. Im Zusammenhang mit den sich verschaerfenden Anforderungen bezueglich Schadstoffemission und Leistungsgewicht nimmt die Keramik guenstigen Einfluss auf die Entwicklungstrends von Lang- und Kurzhubmotoren. Zu den erfolgversprechenden keramischen Komponenten aus Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat und Siliciumnitrid zaehlen: Wirbel- und Vorbrennkammer, Kolben und Kolbeneinsaetze, Ventilstegisolation, Portliner und Abgaskruemmerauskleidung sowie die Turboladergruppe mit keramischen Rotor und Gehaeuseauskleidung.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung keramischer Bauteile fuer Otto- und Dieselmotoren (KEBOD) - Phase II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rosenthal Technik durchgeführt. Eine Verlaengerung des urspruenglich auf drei Jahre festgelegten Kebod-Programms wird notwendig, wenn wesentliche keramische Komponenten, deren Entwicklung sich wegen aufgetretener Schwierigkeiten verzoegert hat, noch erprobt werden sollen. Dies sind Turboladergehaeuseauskleidung, Turboladerrotor und Abgassammelkanalauskleidung. Um dem zukuenftigen Trend der PKW-Dieselmotoren - teiladiabate Wirkungsweise - moeglichst fruehzeitig Rechnung zu tragen, soll die keramische Auskleidung des Kompressionsraumes mit ins Programm aufgenommen werden.
Das Projekt "Vergasung von Biomasse zur Energieerzeugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MFC Industrial Holdings AG durchgeführt. In dem F+E-Projekt soll ein Anlage gebaut und erprobt werden, die aus einem Vergaser fuer feinkoernigen Brennstoff, einem Gasmotor und einem Generator besteht. Diese Anlage soll mit verschiedenen biologischen Abfallstoffen auf ihre Eignung fuer die Energieererzeugung hin entwickelt und untersucht werden. Vergaser und Motor sollen so aufeinander abgestimmt werden, dass bei hoher Effektivitaet eine moeglichst geringe Umweltbelastung hervorgerufen wird. Insbesondere soll ein Verfahren entwickelt werden, bei dem ein Turbolader die Verbrennungsluft und die Gaserzeugerluft verdichtet und diese den Anlagenteilen je nach Bedarf zuteilt.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung keramischer Bauteile fuer Otto- und Dieselmotoren (KEBOD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AUDI AG durchgeführt. Die Verwendung keramischer Bauteile im heissen Bereich von Otto- u. Dieselmotoren ermoeglicht zum einen die Verbesserung der Heissgaskorrosionsbestaendigkeit, z.B. bei Verwendung minderwertiger Brennstoffe und zum anderen die Steuerung der Temperaturverteilung und des Waermeflusses. Die thermische Isolation kann zur Verbesserung des Leistungsgewichts der Schadstoff- und Geraeuschemission und moeglicherweise zur Verbesserung des Wirkungsgrades beitragen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die erhoehten Abgastemperaturen durch einen Turbolader ausgenutzt werden koennen. Im Zusammenhang mit den sich verschaerfenden Anforderungen bezueglich Schadstoffemission und Leistungsgewicht traegt die Keramik zur Weiterentwicklung von Otto- und Dieselmotoren bei. Zu den erfolgversprechenden keramischen Komponenten aus Siliciumcarbid, Aluminiumtitanat und Siliciumnitrid zaehlen Wirbel- und Vorkammer, Kolbeneinsaetze und Kolben, Ventilstegisolation, Portliner.
Das Projekt "Systemsimulation und Wassernutzung aus Brennstoffzellen in zivilen Großflugzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Verbundes APAWAGS. Um den Luftverkehr umweltschonender zu machen und den Verbrauch von fossilen Brennstoffen einzuschränken, ist ein künftiger Einsatz von Wasserstoff als Energiequelle eine innovative aber technologisch höchst anspruchsvolle Maßnahme. Die Entwicklung des Systems einer Brennstoffzelle zur Energie- und Wasserversorgung im Flugzeug, zunächst mit Kerosinbetrieb, soll dieses vorantreiben. Das vorliegende Vorhaben unterstützt dieses Ziel durch drei wesentliche Beiträge: Zum einen werden neue Konzepte zur Modellierung und Simulation des komplexen Gesamtsystems der Brennstoffzelle im Flugzeug untersucht. Dadurch können das Gesamtkonzept überprüft, Systemvarianten untersucht und somit die Entwicklungsrisiken vermindert werden. Weiterhin werden die Anforderungen der elektrischen Verbraucher im Flugzeug an die Einspeisung von elektrischer Energie aus der Brennstoffzelle analysiert und bilden die Grundlage für Leistungsverteilungsalgorithmen. Anwendung finden außerdem neue Technologien, wie die Wassererzeugung aus den Brennstoffzellenabgasen mittels Prozessen zur Enthalpieabsenkung über eine Abgasturbine, zur Abgasmessung, zur Kondensation Wasser und für den Wasserzwischenpuffer.
Das Projekt "Effizienzsteigerung von thermischen Abluftreinigungsanlagen durch Nutzung der Abgase für die Verstromung mittels Abgasturbogeneratoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Fachbereich 03 Maschinenbau und Energietechnik (ME) durchgeführt. In vielen industriellen Prozessen entsteht schadstoffbelastete Abluft. Sie wird in Thermischen Abluftreinigungsanlagen (TAR) mit Erdgas oder Heizöl angereichert und verbrannt. Die Schadstoffe werden so in unschädliche Verbrennungsprodukte umgewandelt. Das Verfahren ist energieintensiv. Die Abluft wird aktuell nicht effektiv genutzt, weil in der Regel kein entsprechender Wärmebedarf vorhanden ist. Konventionelle Verfahren zur Stromerzeugung aus der Abwärme erfordern hohe Investitionskosten bei einem geringen Wirkungsgrad und sind deshalb nicht wirtschaftlich. Im Projekt soll eine Gasturbine Strom kostengünstig ohne Überdruck erzeugen. In diesem 'atmosphärischen Gasturbinenprozess' kommt unter anderem ein preisgünstiger Turbolader aus der Fahrzeugtechnik zum Einsatz. Mit einer Versuchsanlage sollen Auslegungs- und Betriebserfahrungen gesammelt werden. Die Vermarktungschancen der neuen Technik gelten angesichts ihrer Kosteneffizienz und des stetig zunehmenden Einsatzes von TAR als groß.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Herstellung von Feedstock und Turboladern mittels Spritzguss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rauschert Heinersdorf - Pressig GmbH durchgeführt. Moderne Verbrennungsmotoren sind hochkomplexe Systeme für deren Effizienzsteigerung es einer ganzheitlichen Betrachtung bedarf. Durch Entwicklungen für die Bereiche Zylinderkopf / Brennraum, Abgasturbolader und Abgaskrümmer basierend auf optimierten Werkstoff- und Schichtsystemen sowie angepassten Werkstoff-Mix ist eine signifikante Effizienzsteigerung und Emissionsreduzierung nachzuweisen. Alternative synthetische Kraftstoffe ohne bzw. mit geringen Anteilen an Stickstoffverbindungen und aromatischen Kohlenwasserstoffen sind bei angestrebten höheren Verbrennungs- und Abgastemperaturen die Basis für reduzierte Emissionen und Aufwendungen zur Abgasreinigung. - Für strömungs- und gewichtsoptimierte direkte Anbindung des Abgaskrümmers aus Stahl an den Aluminium-Zylinderkopf erfolgt die Entwicklung einer Mischbau-Fügetechnologie. - Für hohe thermisch-korrosive Beanspruchungen im Zylinderkopf- und Kolbenboden erfolgt die Entwicklung keramischer Schutzschichten. - Keramische Si3N4-Leichtbau-Turboladerturbinenräder, angepasste Keramik-Metall-Fügetechnologie und reibungsoptimierte Laser-OF-Strukturierung (Lagerstellen der Wellen) sind ein dritter Baustein.
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