Innermotorische Effizienzsteigerung luftansaugender und gemischansaugender Dual-Fuel Brennverfahren

Abstract

IVwie Partikeln und Stickstoffoxiden ein äußerst niedriges Rohemissionsniveau nachgewiesen. Erreicht wurden diese Erfolge durch die systematische Untersuchung der entscheidenden Betriebsparameter und -strategien, wobei neben der getrennten Einbringung der beiden Kraftstoffe auch die gemeinsame Direkteinspritzung nach vorheriger Mischung betrachtet wurde. Darüber hinaus konnte insbesondere die Rolle von Restgas (aus externer Rückführung und interner Rücksaugung) bei der Optimierung der Verbrennung beleuchtet werden. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen seiner sehr umfangreichen Untersuchungen stellt Herr Müller in dieser Arbeit vor. Kaiserslautern, im Oktober 2023 Michael Günthner V Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Antriebe in der Fahrzeugtechnik (LAF) des Fachbereichs Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau. Mein Dank gilt allen, die mich auf meinem Weg begleitet und mich dabei direkt oder indirekt unterstützt haben. Zunächst möchte ich mich bei Herrn Prof. Michael Günthner für die Möglichkeit zur Promotion und die stetige Unterstützung während dieses Unterfangens bedanken. Mein Dank gilt ebenso Herrn Prof. Ulrich Spicher für die Begutachtung meiner Dissertation sowie Herrn Prof. Oliver Koch für die Übernahme des Prüfungsvorsitzes. Ich möchte mich bei meinen Kollegen am Lehrstuhl bedanken, für all den Spaß, den wir während der Jahre hatten und auch für die tatkräftige Unterstützung in dieser Zeit. Ich bin sehr froh und dankbar für die daraus entstandenen Freundschaften. Besonders möchte ich mich dabei bei Matthias Thees für die vielen erleuchtenden Diskussionen und auch für die gelegentlichen Ablenkungen von der Arbeit bedanken. Dies gilt ebenso für Thomas Buitkamp, der mir stets mit einem Rat (und einem oder mehreren Bier) zur Seite stand. Ebenso bedanken möchte ich mich bei meiner Bürokollegin Ann-Kathrin Jost für die vielen Abende in der Stadt, die lustige Zeit in unserem Büro und ihr jederzeit offenes Ohr. Herzlichen Dank an Thorsten Fuchs für das Korrekturlesen meiner Arbeit. Mein Dank gilt auch vor allem meinen Eltern, die mich stets unterstützt und aufgebaut haben. Ohne ihre Hilfe und Geduld wäre dies alles nicht möglich gewesen. Kaiserslautern, im Oktober 2023 Florian Müller VI Kurzfassung In den letzten Jahren ist die Notwendigkeit nachhaltiger Antriebstechnologien in den Fokus der öffentlichen Debatten zum Klimawandel gerückt. Eine mögliche Lösung zur Vermeidung der Nutzung fossiler Energieträger ist die Verwendung regenerativer Kraftstoffe. Dazu gehören z.B. Biokraftstoffe, die sich jedoch häufig nicht zum Einsatz in konventionellen kompressionsgezündeten Diesel-Brennverfahren eignen, die aufgrund ihres typischerweise hohen Wirkungsgrads weite Verbreitung gefunden haben. Zur effizienten Nutzung solcher Kraftstoffe bieten sich Dual-Fuel-Brennverfahren an, die hohe thermodynamische Wirkungsgrade erlauben. Bei Dual-Fuel-Brennverfahren wird ein Primärkraf...