Es werden Untersuchungen zum Betriebs- und Abgasverhalten eines mittelschnellaufenden Wasserstoff-Dieselmotors vorgestellt. Durch ein Konzept der späten inneren Gemischbildung wird ein Motorprozess mit hohem thermischen Wirkungsgrad und die Ausschöpfung einer hohen Leistungsdichte ermöglicht. In weiten Teilen des Betriebsbereiches treten zyklische Schwankungen auf. Durch Anhebung des Verdichtungsverhältnisses und vor allem durch Aufheizung der Ansaugluft kann allerdings die Verdichtungsendtemperatur dahin gehend gesteigert werden, dass die Selbstzündungstemperatur von Wasserstoff in ausreichendem Maße überschritten wird. Dadurch können die Zyklenschwankungen deutlich reduziert werden. Im Abgas des Wasserstoff-Dieselmotors treten als einzig quantitativ relevante Schadstoffkomponente Stickoxide NOx auf. Kohlenstoffhaltige Schadstoffe konnten nur in vernachlässigbar geringer Konzentration ermittelt werden. Ihre Entstehung ist auf die Verbrennung von Schmieröl zurückzuführen. Die Stickoxidemissionen betragen im Wasserstoffbetrieb bis zu mehreren tausend ppm. Sie liegen somit deutlich höher als bei herkömmlichen mit flüssigem Kraftstoff betriebenen Dieselmotoren. Grund hierfür ist vor allem das sehr hohe Temperaturniveau der Wasserstoffverbrennung, welches die Bildung von NO stark begünstigt. Im Zuge einer Parametervariation wurden die Einflüsse verschiedener motorischer Betriebsparameter auf die NOx-Emission untersucht, und ein bezüglich Betriebsverhalten und Abgasemission optimierter Betriebspunkt vorgestellt. Auf der Grundlage realer im Versuchsbetrieb ermittelter Brennverläufe wird gezeigt, dass mit einem auf die dieselmotorische Verbrennung von Wasserstoff angepasstem 2-Zonen-Rechenmodell zur Beschreibung der NO-Emissionen, die Ergebnisse der Stickoxid-Messung quantitativ gut wiedergegeben werden können. Es wird zudem nachgewiesen, dass mit gut angepassten Ersatzbrennverläufen ebenfalls die Stickoxidemissionen richtig berechnet werden können. Dies öffnet die Möglichkeit einer Vorausberechnung der Stickoxidemissionen. In weiteren Untersuchungen wird gezeigt dass eine Senkung der Stickoxidemissionen durch die SCR-Katalysatortechnik auch für das Abgas eines Wasserstoff-Dieselmotors prinzipiell möglich ist.
Untersuchung der Stickoxidbildung an einem Wasserstoff-Dieselmotor
Energietechnik ; 1-110
1999
110 Seiten, Bilder, Tabellen, 71 Quellen
Theses
German
Beitrag zur Berechnung der Stickoxidbildung im Dieselmotor
Automotive engineering | 1978
|Beitrag zur rechnerischen Erfassung der Stickoxidbildung im Dieselmotor
Automotive engineering | 1975
|Direkteinspritzender Wasserstoff-Dieselmotor
Automotive engineering | 2000
|