Mittelschnellaufende Motoren sind im Leistungsbereich von 2 bis 12 MW dominierend für den Schiffsantrieb und die Erzeugung von Elektroenergie. Die Schadstoffemissionspegel von seegehenden Schiffen werden von Regierungen, Hafenbehörden und Schiffseignern streng reguliert und in naher Zukunft sind strengere Emissionsgrenzen zu erwarten. Daher hat der Motorenhersteller Caterpillar ein Programm (ACER) zur Reduzierung der Schadstoffemissionen von mittelschnelllaufenden Motoren entwickelt. Im Beitrag werden die verschiedenen Schadstoffemissionen, wie NO(x), SO(x), CO2, Partikel und Ruß), die von den Regierungen begrenzt werden und welche davon durch die Motorenhersteller am stärksten zu beeinflussen sind (NO(x) und Ruß), angeführt. während die restlichen mehr durch die Ölfirmen(Raffinerien) und die Hersteller von Nachbehandlungseinrichtungen beeinflusst werden können. Auch für CO2-Emissionen ist der Einfluss der Motorenhersteller auf die Reduzierung gering (1 bis 2%). Hierauf haben Betreiber der Schiffe und die Entwurfsabteilungen der Werften den größten Einfluss. Auch die Klassifikationsgesellschaften und die Hafenbehörden ergreifen Initiativen (Markenzeichen für saubere Schiffe, reduzierte Hafenegebühren). Die IMO (International Maritime Organization) begrenzt seit 2000 in Stufen den NO(x)-Ausstoß (Stufe I). Stufe II soll 2011 und Stufe III 2016 in Kraft treten.Caterpillar konzentriert sich auf die Einhaltung der Vorschriften für Stufe (Tier) II. Die technischen Maßnahmen zur Erreichung dieses Ziels für mittelschnellaufende Motorenwerden ausführlich beschrieben (u.a. Erhöhung des Kompressionsverhältnisses, flexible Nocken, verbesserte Einspritzung, neuartige Einlassventile).Weiter Untersuchungen laufen für die Stufe III, in der insbesondere für Binnengewässer und in Häfen noch geringere NO(x)-Werte gelten (bis zu 2 g/kWh). Das soll durch Abgasrückführung, Wassereinspritzung u.a. erreicht werden. Die angedachten Szenarien für die Stufe III für die Abgasrückführung, Wasser als Reduktionsmittel, Selektive Katalytische Reduktion und den Einsatz von Gas als Kraftstoff (schwefelfrei) und sequentielle Turboaufladung werden detailliert beschrieben. Es wird eingeschätzt, dass das Langhubkonzept für die Stufe II am besten geeignet ist, da sowohl Leistungserhöhung als auch Emissionsminderung erreicht werden können. Dafür ist ein hohes Kompressionsverhältnis kombiniert mit einem Miller-Zyklus die beste Lösung. Weiterhin erfordern die Anforderungen an die Rußemission Motoren mit flexiblen Kraftstoff- und Luftsystemen. Der geeignete Weg für die Stufe III ist heute noch nicht ganz klar. Es sind noch einige Fragen hinsichtlich Entwicklungsstand, Realkosten, Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Marktakzeptanz zu beanworten.


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    Title :

    Medium speed engine development. Impact of new emission regulations


    Additional title:

    Die Weiterentwicklung mittelschnelllaufender Motoren. Der Einfluss der neuen Schadstoffemissionsvorschriften


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2008


    Size :

    6 Seiten, 18 Bilder



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




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