Erforschung der Potenziale motorischer Variabilitäten in Kombination mit E-Fuels zur Erreichung von „zero impact“ Emissionen (moVE)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Günthner
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562579204

Im beantragten Forschungsvorhaben sollen die Grundlagen für ein Niedrigstemissions-Brennverfahren für Motoren zum Betrieb mit kontrollierter homogener Kompressionszündung (HCCI) im kompletten Motorbetriebsbereich erforscht werden. Der Fokus der Forschungsarbeiten liegt hierbei in der Ausweitung des Betriebsbereichs mit homogener Kompressionszündung insbesondere in Richtung hoher Motorlasten unter gezielter Nutzung der Vorteile synthetischer Kraftstoffe. Die Ausweitung des Betriebsbereichs soll so erfolgen, dass im praktischen Betrieb keine Betriebsartenumschaltungen mehr erforderlich sind. Des Weiteren wird angestrebt, die Rohemissionen im gesamten Betriebsbereich auf geringstmöglichem Niveau zu halten, d. h. die Betriebsbereichsausweitung soll ausdrücklich nicht unter Inkaufnahme deutlich erhöhter Rohemissionen und damit gesteigertem Aufwand für die Abgasnachbehandlung erfolgen, wie dies bei bisherigen Ansätzen der Fall ist, die z. B. auf eine Diffusionsverbrennung im oberen Lastbereich setzen. Als erfolgversprechendste Kandidaten zu untersuchender synthetischer Kraftstoffe wurden auf der Grundlage vorausgehender Recherchen OME (Polyoxymethylendimethylether der Kettenlänge 3-5) und n-Butanol ausgewählt, welche niedrigste Emissionen bei gleichzeitig vorteilhaften physikalisch-chemischen Eigenschaften für das beabsichtigte Brennverfahren versprechen. Die Untersuchungen werden an einem in vorausgehenden Arbeiten am Lehrstuhl entwickelten hochvariablen Einzylinder-Forschungsmotor durchgeführt, der ventilindividuelle Variabilitäten der Öffnungs- und Schließkurven der Ladungswechselventile sowie eine stufenlos variable geometrische Verdichtung aufweist. Hiermit ist eine gezielte, systematische Untersuchung der relevanten Einflussparameter zur Optimierung des Brennverhaltens im homogen kompressionsgezündeten Betrieb und zur Maximierung des möglichen Betriebsbereichs mit diesem Brennverfahren möglich. Die experimentellen Untersuchungen am Motorenprüfstand werden begleitet von numerischer Simulation (1D und 3D), um eine noch gezieltere Optimierung und ein verbessertes Verständnis der innermotorischen Vorgänge zu erreichen. Zur Anpassung der Ventiltriebsauslegung kommen darüber hinaus MKS- und FEM-Tools zum Einsatz, ergänzt durch experimentelle Untersuchungen an einem lehrstuhleigenen Komponentenprüfstand für Ventiltriebe.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen