Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Ursachen und Reduzierung der CH4-Emissionen in Biogasmotoren; Teilvorhaben 1

Anschrift
Technische Universität München - Fakultät für Maschinenwesen - Institut für Energietechnik - Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen - Motorenlabor
80992 München
Schragenhofstr. 31
Kontakt
Prof. Georg Wachtmeister
Tel: +49 89 289-24102
E-Mail: wachtmeister@lvk.mw.tum.de
FKZ
22407512
Anfang
01.11.2012
Ende
31.10.2015
Aufgabenbeschreibung
Thema des Vorhabens ist die Untersuchung von „Ursachen und Reduzierungsmöglichkeiten der CH4-Emissionen in Biogasmotoren". Die ökologische Brisanz ist dadurch gegeben, dass Biogasmotoren hohe Methan-Emissionen aufweisen können, die gegebenenfalls so treibhausgasschädlich sind, dass der ökologische Vorteil der CO2-Einsparung bei Biomasseverbrennung merklich reduziert ist. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Wissen und Methoden, die eine Verbrennung bei Biogasmotoren mit deutlich reduzierten CH4-Emissionen erlauben. Dazu werden Ursachen der Emission der unverbrannten Kohlen-wasserstoffe untersucht um damit Maßnahmen zur innermotorischen Reduktion der CH4-Emissionen aufzuzeigen. Das Projekt wird gemeinsam am ITV (LUH) und LVK (TUM) bearbeitet. Schwerpunkt des ITV ist die Simulation der motorischen Verbrennung, der des LVK ist der Motorversuch. Beide Forschungsstellen haben dabei vier Aufgabenpakete. Das ITV erstellt Kinetikberechnungen zu den Gasmischungen und die CFD-Modelle sowie Berechnungen der Verbrennung des Motors. Der LVK liefert dafür am Forschungsmotor Daten zur Thermodynamik und variiert systematisch Paramter bei zwei Brennverfahren. Am optisch zugänglichen Motor weden dann verschiedene Betriebspunkte genauer analysiert und für die CFD bereit gestellt. Als letztes Arbeitspaket erarbeiten beide Froschungsstellen gemeinsam Optimierungsmaßnahmen verifizieren diese.
Ergebnisdarstellung
Es wurde eine Bewertungsmatrix entwickelt, die es ermöglicht die THC-Reduktionsmöglichkeiten hinsichtlich ihrer Signifikanz zu bewerten. Der größte Einfluss auf die THC-Emissionen hat das Verbrennungsluftverhältnis, was aber neben der NOx-Bildung auch den Wirkungsgrad des Motors stark beeinflusst. Weitere wichtige Einflüsse sind die Wandtemperatur, das Feuerstegvolumen, die Steuerzeiten, das Zündsystem und die Gemischbildung, die im Bericht detailliert beschrieben werden. Die Ergebnisse der Simulationen zeigen, dass sich die Werte der experimentellen Untersuchung bereits mit zufriedenstellender Genauigkeit abbilden lassen, so dass hiermit in Zukunft Motoroptimierungen möglich sind.

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