Erdgas stellt allein aufgrund seiner Kraftstoffeigenschaften die interessanteste Alternative zu Benzin dar. Aufgrund des geringeren Kohlenstoffanteils liegen die CO2-Emissionen bereits bei gleichem Wirkungsgrad um ca. 25 % unter denen des Benzinbetriebs. Dieser für den Treibhauseffekt bedeutende Vorteil wird von Preisvorteilen begleitet, die diesen Alternativkraftstoff für den Endverbraucher zusätzlich attraktiv machen. Über die im Rahmen von Nachrüstlösungen genutzten Vorteile hinausgehend bietet Erdgas aufgrund seiner motorischen Eigenschaften erhebliche zusätzliche Potenziale. Zu diesen Eigenschaften zählen einerseits die hohe Klopffestigkeit und andererseits die gute Homogenisierbarkeit. Gelingt es, diese Eigenschaften in einem speziell auf Erdgas optimierten Motorkonzept zu nutzen, steht im Ergebnis ein Emissionsverhalten, was hinsichtlich der Schadstoffkomponenten NOx, CO, HC und Partikel dem von Ottomotoren bekannten Entwicklungsstand entspricht und gleichzeitig den Dieselmotor hinsichtlich der CO2-Emission weit hinter sich lässt. Diese Vorteile können idealerweise in aufgeladenen Motoren nutzbar gemacht werden, wobei die Kombination von Aufladung und stöchiometrischem Betrieb eine zeitnahe Lösung darstellt, die Probleme hinsichtlich Bauteilfestigkeiten umgeht und hinsichtlich der Abgasnachbehandlung unproblematisch ist, wenn bei der Applikation die erdgasspezifischen Eigenheiten ausreichende Berücksichtigung finden. Der weiter in die Zukunft weisende Ansatz ist ein im gesamten Motorkennfeld mager betriebener, hochaufgeladener Gasmotor. In Verbindung mit einem auf hohe Magerlauffähigkeit ausgelegten Brennverfahren wird ein Magerbetrieb verwirklicht, der gleichzeitig niedrige NOx-Rohemissionen und für eine eventuelle, kontinuierliche Denoxierung verträgliche Abgastemperaturen sicherstellt. Das am Motorprüfstand ermittelte Betriebsverhalten dieses Motors bestätigt die hohen Erwartungen hinsichtlich Verbrauchs- und Emissionsverhalten. Die Drehmomentcharakteristik des Versuchsmotors ähnelt, bedingt durch die Verwendung des ursprünglichen Abgasturboladers, dem aufgeladenen DI-Dieselmotor.
PKW-Erdgasantriebe für hohe Leistungsdichte und niedrigste Abgasemissionen
Passenger car natural gas powertrain concepts for higher performance and stringent emissions
2004
22 Seiten, 16 Bilder, 1 Tabelle, 17 Quellen
Conference paper
German
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