Ziel der Forschung ist es, naehere Erkenntnisse ueber die reaktionskinetischen Ablaeufe im Brennraum eines Modelldieselmotors zu erlangen. Dazu wird durch am Einheitstriebwerk, das im Verbrennungsablauf mit der Dieselverbrennung zu vergleichen ist, die Reaktion zu einem vorwaehlbaren Zeitpunkt abgestoppt und das zum 'Einfrier'-Zeitpunkt vorliegende Brenngas mit GC-Analyse untersucht. Die einflussnehmenden Parameter wie Brenndauer, Zylinderwandtemperatur, Einspritzzeitpunkt, Einspritzmenge, Verdichtungsverhaeltnis, Gemischaufbereitung, Zuendzeitpunkt etc. koennen in weiten Bereichen variiert werden.
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.
Ein strahlgeführtes, ottomotorisches Brennverfahren mit Hochdruck-Direkteinspritzung wird erforscht und entwickelt und an einem Versuchs-Vollmotor umgesetzt. Die angestrebte Erhöhung des Einspritzdrucks auf 600 bar wird eine Steigerung des motorischen Wirkungsgrads und damit einhergehend eine Verbrauchseinsparung von mindestens 10% ermöglichen. Gleichzeitig wird eine signifikante Reduzierung der HC-, Partikel- sowie NOx-Emissionen erwartet, die in der Folge eine Vereinfachung der Abgasnachbehandlung mit entsprechenden Kosteneinsparungen ermöglichen soll. Voraussetzung hierfür bildet die Entwicklung eines geeigneten und betriebsfesten Hochdruck-Einspritzsystems. Der Entwicklungsprozess wird mittels fortschrittlicher Messverfahren und mit aufwendigen Simulationswerkzeugen zielführend ergänzt. In diesem Teilprojekt soll für die Entwicklung und Anwendung innovativer keramischer Werkstoffe von den beiden Teil-Instituten IAM-KM und IAM-ZBS am KIT hierzu grundlegende Forschungsarbeit geleistet werden, die wesentliche Erkenntnisse und Beiträge zur Erreichung der notwendigen, hohen Einspritzdrücke liefert. Entscheidende Resultate dazu werden aus den systematischen Gefügevariationen der Oberflächentextur der neuartigen Keramikbauteile der Hochdruckpumpe und deren eingehende Eignungsuntersuchungen erwartet, die in Verbindung mit der mechanischen Charakterisierung und den tribologischen Modelluntersuchungen grundlegende Gefüge-Eigenschafts-Korrelationen liefern, die dann an realen Motorenkomponenten eingesetzt und überprüft werden.