Das Projekt "Teilvorhaben des Karlsruher Institut für Technologie (KIT): CF06_2.12" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Kolbenmaschinen durchgeführt. Das CAMPFIRE-Umsetzungsprojekt bündelt Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für die Umsetzung der gesamten Transportkette für grünes NH3 am Standort Energiehafen Rostock-Poppendorf in der Region Nord-Ost. Ziel ist die Eröffnung der Vorteile des wirtschaftlichen Wasserstoffträgers Ammoniak. Neben Logistikstrukturen für den Ammoniak-Import und den Betrieb von Schiffen werden Lösungen für die Versorgungs-sicherheit durch regionale Erzeugung und Speicherung, dynamische Wandlungstechnologien für stationäre und mobile Energieversorgung sowie Versorgung von Tankstellen und Leitungen entwickelt. Des Weiteren werden sichere Lösungen für die wirtschaftliche Distribution von Ammoniak im industriellen Umfeld erschaffen. Im Rahmen des Teilvorhabens CF08-2.2 erfolgt die Auslegung des Brennverfahrens für kombinierte Nutzung von Ammoniak und Wasserstoff im Motor eines Fährschiffes. Neben den klassischen Fragestellungen bei einer Brennverfahrensentwicklung, Verdichtungsverhältnis, Luftüberschuss und Zündzeitpunkt für eine wirkungsgradoptimale und schadstoffminimale Energieumsetzung, sind in diesem Fall zusätzliche Parameter zu beachten. Einblasventile, bzw. Injektoren müssen ausgewählt und zielführend positioniert werden. Das Mischungsverhältnis der beiden Brennstoffe zur Luft muss systematisch festgelegt werden. Für diese Arbeiten wird ein Einzylinderforschungsaggregat der Firma Liebherr mit einem marinemotorentypischen Hubvolumen zur Verfügung gestellt. Die für den Betrieb mit Ammoniak und Wasserstoff zusätzlich benötigte Technik wird adaptiert. Nach erfolgreichem Aufbau und Inbetriebnahme des Einzylinderaggregates erfolgt eine ausführliche Untersuchung und Optimierung der im Betrieb der Fähre benötigten Betriebspunkte. Alle diese Arbeiten am Einzylindermotor sind wichtige, neue Eingangsdaten und Vorarbeiten, die im späteren Projektverlauf am COIL auf den Vollmotor übertragen werden, der in einem Folgevorhaben in das Fährschiff eingebaut werden soll.
Das Projekt "Low Emissions Core-Engine Technologies (LEMCOTEC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG durchgeführt. The main objective of the LEMCOTEC project will be the improvement of core-engine thermal efficiency by increasing the overall pressure ratio (OPR) to up to 70 leading to a further reduction of CO2. Since NOx increases with OPR, combustion technologies have to be further developed, at the same time, to at least compensate for this effect. The project will attain and exceed the ACARE targets for 2020 and will be going beyond the CO2 reductions to be achieved by on-going FP6 and FP7 programmes including Clean Sky: - CO2: minus 50Prozent per passenger kilometre by 2020, with an engine contribution of 15 to 20Prozent, 2.) NOx: minus - 80Prozent by 2020 and 3.) Reduce other emissions: soot, CO, UHC, SOx, particulates. - The major technical subjects to be addressed by the project are: Innovative compressor for the ultra-high pressure ratio cycle (OPR 70) and associated thermal management technologies, 2.) Combustor-turbine interaction for higher turbine efficiency & ultra-high OPR cycles, 3.) Low NOx combustion systems for ultra-high OPR cycles, 4.) Advanced structures to enable high OPR engines & integration with heat exchangers, 5.) Reduced cooling requirements and stiffer structures for turbo-machinery efficiency, 6.) HP/IP compressor stability control. - The first four subjects will enable the engine industry to extend their design space beyond the overall pressure ratio of 50, which is the practical limit in the latest engines. Rig testing is required to validate the respective designs as well as the simulation tools to be developed. - The last two subjects have already been researched on the last two subjects by NEWAC. The technology developed in NEWAC (mainly component and / or breadboard validation in a laboratory environment) will be driven further in LEMCOTEC for UHPR core engines. These technologies will be validated at a higher readiness level of up to TRL 5 (component and / or breadboard validation in a relevant environment) for ultra-high OPR core-engines.
Das Projekt "Experimentelle und theoretische Analyse der Einleitung und Ausbreitung der Verbrennung durch den elektrischen Funken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Elektronik durchgeführt. Korrelation der Strahlungsemission mit elektrischen Groessen und den Gemischparametern. Photochemische Wirkungen der emittierten Strahlung. Anwendung der Verfahren auf periodisch mit konventionellen Zuendanlagen entflammte Gemische. Optimierung der relevanten Parameter auf der Basis der erarbeiteten theoretischen und praktischen Grundlagen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Glüh-/Zündkerze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Lehrgebiet Hoch- und Höchstfrequenztechnik durchgeführt. Das Verbundvorhaben will im Rahmen der Förderbekanntmachung Energiewende im Verkehr - Sektorkopplung durch die Nutzung strombasierter Kraftstoffe' des BMWi vom Frühjahr 2017 neue Wege in die CO2-neutrale Mobilität der Zukunft erarbeiten und demonstrieren. Dazu hat sich ein umfassendes Konsortium aus allen in der Bekanntmachung thematisierten Bereichen gebildet, um die beschriebene Problematik in seiner Gesamtheit angemessen bearbeiten zu können. Den effektivsten Weg für Transport, Lagerung und Einsatz großer Energiemengen ermöglichen flüssige Energieträger. Am sinnvollsten erscheinen dazu Kraftstoffe auf Basis von regenerativ erzeugtem Methanol. Neben dessen direkter Nutzung soll auch seine lokale Weiterverarbeitung zu reinen als auch zu heute beimischbaren Kraftstoffen untersucht werden. So soll MtG (Methanol-to-Gasoline) in einer Demonstrations-Anlage produziert und seine Nutzung im Ottomotor dargestellt werden. Für zukünftige Anwendungen werden weiterhin 2-Butanol und Methanol als Drop-In Fuel, Oktan-Booster und als Reinkraftstoff für Ottomotoren sowie OME/DME und 1-Oktanol unter der Berücksichtigung der Vielstofffähigkeit für Dieselmotoren betrachtet. Die Tauglichkeit der neuen Kraftstoffe soll unter realen Fahrbedingungen validiert werden; ihr Wirkungsgrad und ihre Umweltverträglichkeit sollen in den Herstellungs- und Verbrauchsketten sowie in Vertrieb und Markteinführung gesamtheitlich bewertet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und prototypische Darstellung von Zündkerze und Gasinjektor (PFI und DI Brennverfahren) für spezifischen Anwendungsfall 'Medium Duty' im Unimog" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Die Nutzfahrzeugindustrie (LKW, Land- und Baumaschinen) steht vor der großen Herausforderung kostengünstige und emissionsfreie Antriebssysteme anzubieten. Batterieelektrische Antriebe werden sich jedoch nur in eng begrenzten Nischen etablieren können. Brennstoffzellenfahrzeuge haben den Nachteil, dass sie ein Vielfaches eines Diesel-betriebenen kosten und das Antriebsaggregat zudem viel Einbauraum benötigt. Wasserstoffbasierte Verbrennungsmotoren sind eine effektive und kostengünstige Alternative, um emissionsfreie Antriebe für Nutzfahrzeuge zu realisieren und so das Portfolio geeigneter Antriebssysteme sinnvoll zu ergänzen. Im geplanten Vorhaben soll auf der Basis der Vorarbeiten und technologischen Kompetenzen der Partner ein komplettes, wasserstoffbasiertes Antriebssystem entwickelt, in Nutzfahrzeuge integriert und prototypisch erprobt werden. Hierbei stehen im geplanten Vorhaben Nutzfahrzeuge der mittleren Gewichtsklasse mit entsprechendem Medium-Duty Antriebsstrang im Fokus. Das Antriebssystem umfasst dabei nicht nur den Verbrennungsmotor, sondern z.B. auch neuartige Motorkomponenten, das Tanksystem, Regelventile, Leitungssysteme, Motorsteuerung, Sicherheitskonzepte u.a. Der inhaltlich breit angelegte Ansatz ist zwingend notwendig, um nach Ablauf des Fördervorhabens möglich schnell die Potenziale einer Serienentwicklung und -Produktion realistisch abschätzen zu können.
Das Projekt "Optimierte Zuendung und Entflammung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen durchgeführt. Entwicklung eines optimierten Zuendsystems zur sicheren Entzuendung und Verbrennung magerer Luft-Kraftstoff-Gemische in Ottomotoren.
Das Projekt "Emissionsuntersuchungen an im Verkehr befindlichen Kraftfahrzeugen zur Ermittlung des Einflusses von emissionsrelevanten Einstelldaten und Bauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälischer Technischer Überwachungs-Verein, Fahrzeugtechnisches Zentrum, Prüfstelle für die Abgase von Kraftfahrzeugen durchgeführt. Dem Forschungsbericht liegen Emissionsmessungen an 50 im Verkehr befindlichen Fahrzeugen des Typs Opel Kadett C 1,2 S (44 kW) im Anlieferungszustand und nach Wartung und Einstellung zugrunde. Im Rahmen der Wartungsarbeiten wurden zur Charakterisierung des Anlieferungszustandes Messungen und Funktionskontrollen an abgasrelevanten Bauteilen durchgefuehrt. Die Mittelwerte der CO-, CH- und NOx-Emissionen im Europatest im Anlieferungszustand unterschreiten die Seriengrenzwerte der ECE-Regelung Nr. 15 Aend. 02. Durch Wartung und Einstellung wurde insbesondere die CO-Emission betraechtlich reduziert. Die groesseren Emissionen und der groessere Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugkollektives im Anlieferungszustand lassen sich ueberwiegend auf Fehleinstellungen am Gemischbildungs- Zuendsystem zurueckfuehren. Eine wirksame Kontrolle des Emissionsverhaltens von Fahrzeugen im Verkehr kann durch folgende Massnahmen erreicht werden: - Kontrolle des Zuendzeitpunktes und des Schliesswinkels; - Kontrolle der Leerlaufdrehzahl und der CO-, CO2- und/oder HC-Konzentrationen im unteren und ggf. im erhoehten Leerlauf; - Sichtpruefung der Schlaeuche und Schlauchanschluesse fuer die Unterdruckverstellung am Zuendverteiler und der Kurbelgehaeuseentlueftung. Dieser Vorschlag beruht nur auf den Messungen des o.a. Typs und muesste durch Messungen an modernen Motorkonzepten abgesichert werden.
Das Projekt "Entwicklung einer innovativen, umweltschonenden Zündtechnologie für Verbrennungsmotoren - Vorprojekt zur Abschätzung des Potenzials" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MWI Micro Wave Ignition AG durchgeführt. Die Basisinnovation der MWI AG zielt auf eine Mikrowellenzündung für Verbrennungsmotoren anstelle der heutigen Hochspannungszündung, die eine Kraftstoffeinsparung bis zu 30 % und eine Abgasreduzierung bis zu 80 % ermöglicht, ab. Grundlage der Innovation ist die Raumzündung eines Kraftstoff-Luftgemisches mit Hilfe von Mikrowellen. Diese Basisinnovation ist nicht nur auf Ottomotoren ausgerichtet sondern speziell bei Dieselmotoren sind mit der MWI-Technologie deutliche Verbesserungen in der Schadstoffreduzierung und in der Steuerung des Verbrennungsprozesses gegeben. Zum Zweck der Weiterentwicklung und kommerziellen Nutzung der Technologie ist die MWI Micro Wave Ignition AG (frühere MWI GmbH) gegründet worden. Ein entsprechendes Basispatent DE10356916.2 ist mittlerweile in Deutschland, den USA US 7,70,551, Mexiko MEX 265403 und China CN1898468 erteilt worden. Die PTC-Anmeldung befindet sich unter PCT/EP204/013421 im laufenden Verfahren. Stand der Technik ist heute eine punktuelle Zündung eines Kraftstoff-Luftgemisches von Ottomotoren mit Hilfe einer Hochspannungs-Zündkerze. Diese wird praktisch für alle modernen Ottomotoren eingesetzt. Zur Verbesserung der Entflammung, mit dem Ziel der Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Abgasemission, befinden sich Zündverfahren wie Coronazündung oder Laserzündung in der Entwicklung, die eine Zündung an möglichst vielen Zündpunkten erreichen sollen und somit eine Raumzündung annähern. Die bei der MWI-AG entwickelte Mikrowellenzündung geht einen Schritt weiter und zielt auf eine vollständige Raumzündung. Durch die Raumzündung wird die laminare Verbrennungsphase des Verbrennungsprozesses übersprungen, die nicht zur Erzeugung der Nutzleistung eines Verbrennungsmotors beiträgt. Die Kraftstoffmenge für die laminare Phase wird weitgehend eingespart und eine Zündung von sehr mageren Kraftstoff-Luftgemischen wird erstmals sicher ermöglicht. Die Verbrennungsprozesse laufen vollständiger und sauberer ab.
Das Projekt "Emissions- und Betriebsverhalten eines mit Biomethan betriebenen Traktors mit Zündstrahlmotor - Untersuchungen am Traktorenprüfstand und im Feldeinsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Technologie- und Förderzentrum durchgeführt. Für Biodiesel und Pflanzenölkraftstoff konnte die Eignung als Kraftstoff für landwirtschaftliche Maschinen bereits in mehreren Forschungsvorhaben unter Beweis gestellt werden. Für die Nutzung von Biomethan als Kraftstoff in landwirtschaftliche Maschinen mit Zündstrahlmotoren liegen noch keine Erfahrungen vor. Ziel des Vorhabens ist es, das Emissions- und Betriebsverhalten des ersten in Deutschland erhältlichen Klein-Serien-Biomethan-Traktor von Valtra über mindestens zwei Jahre zu bestimmen. Dazu sind für die Emissionsmessungen geeignete Testprozeduren zu entwickeln, die das bctriebsphasenspeziflsche Verhältnis von Biomethan und Zündöl berücksichtigen. Zudem soll der Traktor im Feldeinsatz über zwei Jahre wissenschaftlich begleitet werden, um die Praxistauglichkeit zu demonstrieren und weitere Erkenntnisse zu Betriebssicherheit und Umweltverträglichkeit von Biomethan-Traktoren zu gewinnen.
Das Projekt "Uebertragung des MAN-FM-Verfahrens fuer Methanolbetrieb auf den Motor D 2566 FMU zur Vorbereitung der Einsatzerprobung in Standardlinienbussen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, Werk Nürnberg durchgeführt. Das Entwicklungsvorhaben hat zum Ziel, den als Omnibusantrieb in grossen Stueckzahlen eingesetzten Diesel-Motor D 2566 MUH fuer den Betrieb mit Methanol weiterzuentwickeln. Das dafuer vorgesehene MAN-FM-Verfahren ist vom hochverdichteten Dieselmotor abgeleitet und benutzt zur Entflammung des direkt eingespritzten Kraftstoffs eine konventionelle Hochspannungszuendanlage, benoetigt daher weder Kraftstoffzusaetze noch einen zweiten Kraftstoff wie das Zuendstrahlverfahren. An zwei Versuchsmotoren soll die Kraftstoff- und die Zuendanlage angepasst und weiterentwickelt werden. Bei abschliessenden Fahrversuchen soll dann das allgemeine Betriebsverhalten sowie besonders Kraftstoffverbrauch und Startfaehigkeit untersucht werden.
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