Die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) hat neben der Verminderung der Meeresverschmutzung durch Schiffe (MARPOL Annex I-V) weiterführende Reglementierungen für die Schadstoffemission von Schiffsdieselmotoren (MARPOL Annex VI) beschlossen. Die strengen Auflagen beziehen sich vor allem auf die NO(x)- und SO(x)-Emission von langsam und mittelschnell laufenden Dieselmotoren. Aufgrund dieser drastischen Verschärfung der Grenzwerte in naher Zukunft gilt der Entwicklung sauberer Brennverfahren sowie der Erforschung von Möglichkeiten zur Verwendung alternativer Kraftstoffe besondere Aufmerksamkeit. Am Institut für Motoren und Verbrennung der Kyushu-Universität in Fukuoka (Japan) wurden Versuche an einem mittelgroßen Einzylinder-Dieselmotor mit Zweitakttechnik durchgeführt, um mithilfe neuer Brennverfahren den Einsatz von leichtem Rückstandsöl (Light Cycle Oil, LCO) in Großdieselmotoren zu untersuchen. Es sollte die Eignung von LCO und Marine Diesel Oil (MDO) für die partielle HCCI-Verbrennung getestet werden. MDO ist ein hochwertiger Schiffsdieselkraftstoff, welcher aufgrund seiner guten Zünd- und Verbrennungseigenschaften häufig in großen Dieselmotoren verwendet wird. Zur Visualisierung der Verbrennung wurde ein optisches Messsystem bestehend aus einem Ar+-Laser, Linsen, Blenden und einer CMOS-Hochgeschwindigkeitskamera eingerichtet. Die Visualisierung des Geschehens im Brennraum basiert auf dem Prinzip des Schlierenverfahrens. Neben der optischen Untersuchung werden über Sensoren der Druck und die Temperatur im Brennraum gemessen, welche zur Bestimmung der durch die Verbrennung freigesetzten Wärmemenge dienen. Die Ergebnisse der Untersuchungen können wie folgt zusammengefasst werden: Die Verwendung von MDO bei dem HCCI-Brennverfahren scheint ungeeignet, weil der frühe Einsatz der Verbrennung zu erheblichen Schäden während des Betriebs führen kann. Die guten Verdampfungseigenschaften verbunden mit den schlechten Zündeigenschaften von LCO zeigen hingegen einen vorteilhaften Charakter bezüglich des Einsatzes in HCCI-Motoren. Ferner bieten das hohe Potenzial der HCCI-Verbrennung zur NO(x)-Reduzierung sowie der geringe Schwefelanteil in LCO von unter 0.2 % einen aussichtsreichen Ansatz zur Schadstoffreduzierung im Abgas von Schiffsdieselmotoren. Es kann die Annahme getroffen werden, dass die HCCI-Verbrennung nahezu rußfrei verläuft. Auch konnte der thermische Wirkungsgrad unter Verwendung von LCO um 1.8 auf bis zu 34.9 % gesteigert werden. Die gesamt NO(x)-Emission konnte im Vergleich mit der konventionellen Verbrennung um 10 % reduziert werden.
Verbrennung des alternativen Marinekraftstoffs LCO in Großdieselmotoren
Motortechnische Zeitschrift ; 69 , 11 ; 966-972
2008
7 Seiten, 6 Bilder, 3 Tabellen, 12 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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