C1: Methanol-to-Gasoline (MtG) und 2-Butanol Brennverfahren für Pkw

Das Ziel dieses Moduls ist die detaillierte Erforschung und Demonstration des ottomotorischen Potentials von MtG und 2-Butanol Blendkraftstoffen bei der Anwendung in Kraftfahrzeugen mit Zylinderhubvolumen < 0,5 l. Die Leitung obliegt Opel Automobile GmbH, gemeinsam mit der RWTH Aachen University als Partner.

  • Bewertung der Drop-In-Fähigkeit von MtG und 2-Butanol-Kraftstoffen an einem seriennahen Vollmotor
  • Aufbau eines Vollmotors für den optimierten Betrieb mit 2-Butanol
  • Aufbau eines funktionales Demonstratorfahrzeugs für den optimierten Betrieb mit 2-Butanol
  • Injektormodelle für 2-Butanol Einspritzung
  • Konzept für überstöchiometrisches 2-Butanol Brennverfahren

 

C2: Alkohol / MtG-Mischungen zur Anwendung in Otto- und Flex-Fuel-Pkw

In diesem Arbeitspaket soll das ottomotorische Potential von MtG und 2-Butanol Blendkraftstoffen sowie von Blends aus Methanol, Ethanol und Butanol bei der Anwendung in Vollmotoren und Fahrzeugen und die Kompatibilität mit bestehenden Materialien detailliert erforscht und demonstriert werden. Das Modul steht unter der Leitung der BMW AG mit der RWTH Aachen University als Partner.

  • Untersuchung und Bewertung von Mtg sowie der Drop-In-Fähigkeit von 2-Butanol und einem Blend aus mehreren Alkoholen an einem seriennahen Vollmotor an einem externen Prüfstand
  • Anpassung von bestehendem Motorkonzept auf die zu untersuchenden Kraftstoffe
  • Aufbau eines funktionalen Demonstratorfahrzeugs
  • Untersuchung chemischer Grundlagen wie Kraftstoffalterung sowie chemisch-physikalische Grundlagen der Kraftstoffe und Blends

C3: MtG / EtOH – Hochoktaniger und CO2-neutraler Kraftstoff für Ottomotoren

In diesem Modul soll das Potential von Kraftstoffmischungen aus MtG und Ethanol unter den Aspekten der Luftqualität, also limitierten Schadstoffemissionen, und der thermischen Effizienz bei Verwendung im Fahrzeug erforscht und demonstriert werden. Die Untersuchungen erfolgen unter der Nutzung zwei verschiedener Grundqualitäten von MtG und drei verschiedener Fahrzeugkonzepte. Die Leitung hat die Volkswagen AG inne.

  • Bewertung des Emissionspotentials von Kraftstoffmischungen aus MtG und Ethanol sowie Untersuchung und Demonstration im realen Fahrbetrieb
  • Bewertung des Emissionspotentials von Kraftstoffmischungen aus optimiertem MtG und Ethanol an einem Fahrzeug mit integrierter Kraftstofferkennung
  • Bewertung des Emissionspotentials von Kraftstoffmischungen aus optimiertem MtG und Ethanol in einem Motor mit geänderter Konstruktion sowie Untersuchung in realem Fahrbetrieb

C4: DME Brennverfahren für leichte Nutzfahrzeuge

Unter der Leitung der Ford-Werke GmbH ist hier das Ziel die Erforschung eines monovalenten optimierten DME-Konzepts und einer neuen Kraftstoffaufbereitungstechnologie (CatVap) zur Realisierung eines bivalenten und damit emissionierbaren DME/Diesel Konzepts. Hierbei sollen sowohl ein voll optimiertes monovalentes Fahrzeug als auch ein bivalentes (DME/Diesel) Fahrzeug entwickelt werden. Das CatVap System für die Bivalenz muss transient betrieben werden können und in den Kraftstoff- und Luft-Abgas-Pfad des Motors integrierbar sein. Die RWTH Aachen University, Grillo Werke AG, Denso Automotive Deutschland GmbH sowie das Fraunhofer ISE fungieren als Partner.

  • Monovalentes DME-Brennverfahren
    • CFD-Vorauslegung DME-Düsenmatrix, Kolben CFD
    • Einzylinderuntersuchungen DME-Brennverfahren
    • CFD-Brennverfahrensentwicklung, Validierung und Optimierung
    • Aufbau Tankanlage für Multizylinderuntersuchungen
    • Umbau und Vorbereitung DME-Dyno
    • Multizylinder Testing DME monovalent
    • Aufbau monovalenter bze. Bivalenter DME Transit
    • RDE Testing Transit DME
  • Bivalentes DME- 7 Diesel-Brennverfahren
    • Definition Schnittstellen CatVap-DME-Motor (1-Zylinder, Multizylinder)
    • Entwicklung CatVap Funktionsmuster für 1-Zylinder-DME-Motor
    • Untersuchung CatVap AGR-Luft auf Kraftstoffzusammensetzung und Zündeigenschaften
    • SC Entwicklung CatVap/Diesel-Brennverfahren (mit DME Definition)
    • Entwicklung Adaption Motor/CatVap System
    • Erforschung transienter CatVap Betrieb
    • Entwicklung CatVap Funktionsmuster für Mehrzylinderversuche stationär
    • Entwicklung transiente Betriebsstrategie für Multizylinder-DME-Motor
    • Weiterentwicklung CatVap Funktionsmuster für Mehrzylinderversuche transient
    • Multicylinder Testing Catvap / Diesel transient
    • Entwicklung 12V-Startheizer für CatVap
    • Einbindung CatVap in Diesel- und Luftpfad-Multizylinder-DME-Motor
    • Entwicklung CatVap Funktionsmuster für Fahrzeugdemonstrator
    • Erweiterung eines der monovalenten DME-Transits auf bivalenten Betrieb

C5: 1-Oktanol Brennverfahren für leichte Nutzfahrzeuge

Im Rahmen dieses Moduls sollen verschiedene Diesel / Oktanol-Gemische zur stufenweisen Einführung klimaneutraler und Drop-In-fähiger Kraftstoffe für leichte Nutzfahrzeuge untersucht werden. Basierend auf einem modernen Serienfahrzeug soll die Kompatibilität mit vorhandenen Fahrzeugen für mindestens zwei unterschiedliche Blendkraftstoffe dargelegt werden. Danach wird die Serienkalibrierung den neuen Blends angepasst und in Multizylinder- / Fahrzeuguntersuchungen abgetestet. Die Leitung liegt bei der Ford-Werke GmbH, gemeinsam mit der RWTH Aachen als Partner.

  • Aufbau Einzylinder
  • Definition Diesel/Oktanol-Blend am Einzylinder
  • Multicylinder Testing Diesel/Oktanol und Optimierung

C6.1: OME Brennverfahren für Pkw – monovalent

Der Kernpunkt dieses Teilmoduls ist der Aufbau eines mit OME betriebenen Demonstratorfahrzeugs mit dieselgleicher Leistung, Fahrbarkeit und deutlich reduzierten Emissionen gemessen am Euro 6 Serienfahrzeug. Die Leitung liegt bei Continental Automotive. Als Partner dienen Hyundai Motor Europe Technical Center, FEV Europe sowie die TU Dresden.

  • Systemanalyse und Anforderung
  • Einzylinder Basisuntersuchungen
  • Vollmotoruntersuchung und Applikation
  • Aufbau und Kalibrierung des Demonstratorfahrzeugs
  • Softwareerweiterungen
  • Modifikation der Fahrzeughardware für den Betrieb mit OME
  • Einzylinderuntersuchungen
  • Optische Untersuchungen
  • Begleitende Simulationsberechnungen

C6.2: OME Brennverfahren für Pkw – Dual-Fuel

Die Leitung dieses Teilmoduls liegt bei Hyundai Motor Europe Technical Center mit der TU Darmstadt als Partner.  Das Zeil ist der Aufbau eines leichten Nutzfahrzeugmotors für den Betrieb mit Dual-Fuel CNG-OME. Außerdem soll ein Brennverfahren mit verbesserten Motoremissionen mit Fokus auf den WHTC entwickelt werden.

  • Adaption und Ausrüstung des vorhandenen Einzylinders mit weiter Messtechnik
  • Definition spezifischer Blendstufen in Abhängigkeit unterschiedlicher Rahmenbedingungen und Zielgrößen unter Abbildung verschiedener Einführungsszenarien
  • Erschließung und Demonstration der möglichen Potenziale zur Schadstoff- und CO2-Reduktion durch experimentelle Untersuchungen am Einzylinder

C7: OME/1-Oktanol und alkoholbrennverfahren für schwere Nutzfahrzeuge und Großmotoren

In diesem Teilmodul wird das motorische Potenzial von OME/1-Oktanol/Diesel-Blendkraftstoffen bei der Anwendung in Nutzfahrzeugmotoren Zylinderhubvolumen > 1l) detailliert erforscht und demonstriert. Zusätzlich werden Dual-Fuel Ansätze mit Zündstrahl und Fremdzündung auf ihre Erfolgsaussichten hin untersucht. Die Leitung liegt bei der FEV Europe. Daimler, Deutz, Liebherr Components und Weissgerber Engineering werden die FEV Europe als Partner unterstützen.

  • Anpassung und Aufbau eines Einzylinderforschungsmotors mit möglichst hoher Variabilität zur Gestaltung eines optimierten Brennverfahrens
  • Untersuchungen zu OME-/Diesel Flex Fuel Verbrennungskonzept
  • CFD Support
  • Kennfeldoptimierung für ausgewählte Kraftstoffmischung zum Übertrag auf Demonstratorfahrzeug
  • Anpassung und Inbetriebnahme des Demonstratorfahrzeugs sowie Übertrag der Einzylinderkalibrierung
  • Emissionsminderungspotenzial unter realen Bedingungen
  • Methanol-/Ethanol-Diesel Dual Fuel: CFD Untersuchungen

C8: Methanol Brennverfahren für Schiffs- und Großmotoren

Der Schwerpunkt dieses Teilmoduls liegt auf der Erforschung eines geeigneten Konzeptes zur hocheffizienten sowie emissionsarmen Verbrennung von Methanol in der großmotorischen Anwendung. Da die Notwendigkeit eines emissionsarmen Betriebes in Binnengewässern und Küstennähe für Schiffe stetig zunimmt, stellen insbesondere deren Antriebe dabei eine vielversprechende Zielplattform dar. Als Versuchsträger dient ein Einzylinder-Großmotorenprüfstand. Mit der Unterstützung von Liebherr Components liegt die Leitung dieser Untersuchungen bei der RWTH Aachen University.

  • Konzeptphase zur Untersuchung, Bewertung und Selektion von verschiedenen Optionen des Methanolbrennverfahrens
  • Vorbereitung und Umrüstung des Prüfstandsmotors für den Betrieb mit Methanol
  • Untersuchung der der für den Schiffsbetrieb repräsentativen Lastpunkte der jeweils präferierten Konzepte bezüglich Verbrennungscharakteristik, verbrauch, Emissionen, etc.
  • Untersuchung eines zündstrahlbasierten Verfahrens