Innermotorische NO_x-Minderung mit Abgasrückführung bei Viertakt-Großdieselmotoren mit extrem hohen Zylinderdrücken

In der Zukunft werden Viertakt-Großdieselmotoren zunehmend mit zweistufiger Abgasturboaufladung betrieben. Die hohen Nutzmitteldrücke führen zu außerordentlich kompakten und wirtschaftlichen Motoren. Am Institut für Energietechnik wurde nachgewiesen, dass der Betrieb solcher Hochleistungsmotoren mit Zylinderdrücken bis ca. 400 bar thermodynamisch sinnvoll und grundsätzlich möglich ist.

Diese Großdieselmotoren der übernächsten Generation müssen zukünftig in den ECA-Sonderzonen mit erheblich verringerten Stickoxid-Emissionen betrieben werden. Die Einhaltung der NOx-Grenzwerte nach IMO Tier III ist durch Abgasnachbehandlung in einem SCR-Katalysator möglich. Die Motorenindustrie sucht jedoch nach anderen Lösungen, um große und teure Katalysatoren zu vermeiden.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, bei einem Großdieselmotor mit extrem hohen Nutzmitteldrücken allein durch Miller-Steuerzeiten, emissionsoptimierte Einspritzstrategien und vor allem Abgasrückführung auch die NOx-Grenzwerte nach IMO Tier III zu unterschreiten.

Vorgehen:

- Erprobung der Abgasrückführanlage mit Schraubenverdichter (9 bar)

- Optimierung von Betriebsparametern und Motorvarianten in Simulationsrechnungen mit GT-Power

- Referenzmessungen Untersuchungen mit Abgasrückführung: Variation von u. a. AGR-Rate, Ventil-Steuerzeiten, Verdichtungsverhältnis und Einspritzstrategien

- Auswertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen für Hochdruck-Großdieselmotoren.

Stichworte

• Aufladungsdruck in Großdieselmotoren
• Emissionsminderung in Großdieselmotoren
• Großdieselmotor
• Hohe Drücke in Großdieselmotoren
• NOx-Emissionen
• NOx-Reduzierung

Publikationen

• Ruschmeyer, K.: Potential des mittelschnelllaufenden Viertakt-Großdieselmotors mit extrem hohen Zylinder- und Nutzmitteldrücken. 2013.