Im Rahmen des hier bearbeiteten Forschungsprojekts EMI-MINI wurden Grundsatzuntersuchungen zur Rußbildung in Schiffsdieselmotoren, vornehmlich unter Luftmangelbedingungen, durchgeführt. Die experimentellen Arbeiten fanden an einem 1-Zylinder-4-Takt-Forschungsdieselmotor mit 240 mm Hub und 160 mm Bohrung statt. Als Kraftstoffe kamen die Sorten DK und RMG 35 (450 cSt bei 50 Grad C) zum Einsatz. Zur Verbesserung des Rauchverhaltens wurde das Potential solcher Parameter wie Ladungsbewegung im Brennraum, Kraftstoff-Wasser-Emulsion, Zusatzeindüsung von Luft und Wasser, Düsenlochdurchmesser der Einspritzdüse, Einspritzsystem (konventionell und Common-Rail-System), Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck, Voreinspritzung, Nacheinspritzung und Brennraumgeometrie untersucht. Bei den einzelnen Parametervariationen wurde sowohl der Rußbildungsprozeß im Brennraum durch optische Methoden analysiert, als auch der Einfluß auf das optische Erscheinungsbild des Abgases, die Partikelemission, die Partikelzusammensetzung und die Partikelgrößenverteilung ermittelt. Ergänzende optische Verbrennungsuntersuchungen bei Common-Rail-Betrieb fanden am Caterpillar-Motor 6 M 20 CR statt. Unter Luftmangelbedingungen findet nur eine ungenügende Rußoxidation statt. Dies führt zu einem Anstieg des Rußanteils der Partikel und der Filterschwärzungszahl. Die Partikelemission wird teilweise aufgrund eines geringeren Kohlenwasserstoffanteils vermindert. Somit korreliert das optische Erscheinungsbild des Abgases nicht mit der Partikelemission, sondern ist in hohem Maße von der Partikelzusammensetzung abhängig. Auch unter Luftmangelbedingungen kann bei Dieselkraftstoff durch Verbesserung der Kraftstofftröpfchen- bzw. der Kraftstoffdampfverteilung und der Intensivierung der Transportvorgänge im Brennraum die Bildung von Ruß minimiert bzw. eine nahezu vollständige Rußoxidation erreicht werden. Wirksamste Maßnahmen sowohl zur Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes des Abgases als auch der Partikelemission sind die Dralloptimierung und die Kraftstoff-Wasser-Emulsion, wobei diese Größen betriebspunktabhängig einstellbar sein müssen. Die gegenüber Diesel-Betrieb erhöhte Partikelemission bei Schweröl-Betrieb ist hauptsächlich durch höhere Kohlenwasserstoff-, Schwefelsäure- und Ascheanteile bedingt. Die beiden letzteren Bestandteile können durch die Verbrennungsführung nicht wesentlich beeinflußt werden, wodurch eine Partikelminderung erschwert wird. Generell zeigen Maßnahmen, die bei Dieselkraftstoff sehr effizient sind, bei Schweröl nur eine geringe Wirkung. Um hier zu entscheidenden Fortschritten zu kommen, besteht noch erheblicher Forschungsbedarf.


    Zugriff

    Zugriff prüfen

    Verfügbarkeit in meiner Bibliothek prüfen


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    EMI-MINI - Verbundvorhaben Emissionsarme Schiffsantriebsanlagen. Teilprojekt: Grundsatzuntersuchungen zur Rußbildung in Abhängigkeit von der Kraftstoffqualität. Abschlußbericht. Laufzeit: 01.07.2002 - 30.06.2005


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2005


    Format / Umfang :

    77 Seiten, 52 Bilder, 5 Tabellen, 61 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch