Alkoholische Kraftstoffe im dieselmotorischen Betrieb. Methanol, Ethanol und Butanol

Autoren

Dipl.-Ing. Aleksandar Damyanov, IFA, Technische Universität Wien

Jahr

2019

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

An einem adaptierten Dieselmotor im Einzylinderbetrieb werden am Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik an der Technischen Universität Wien kraftstoffspezifische Brennverfahren entwickelt und in Puncto Umsetzbarkeit, Effizienz und Emissionen analysiert. Dieser Bericht behandelt den Betrieb eines Dieselmotors mit Bioalkoholen. Die untersuchten Kraftstoffe sind Methanol, Ethanol und Butanol. Aufgrund der sehr niedrigen Cetanzahl dieser Alkohole, wird ihre Verwendung normalerweise mit
Ottomotoren, nicht jedoch mit Selbstzündungsmotoren assoziiert. Es gibt allerdings technische
Möglichkeiten für den Einsatz von alkoholischen Kraftstoffen in einem Dieselmotor:
1) Dem herkömmlichen Dieselkraftstoff können geringe Mengen Alkohol zugemischt werden und
2) der Dieselmotor kann so modifiziert werden, dass er in einem Zweistoffbetrieb betrieben
wird. In diesem Fall wird der alkoholische Kraftstoff in den Ansaugkrümmer zugeführt und der konventionelle Dieselkraftstoff wird direkt in die Brennkammer eingespritzt. Die Zumischung von 10 oder 20 vol% Alkohol zum Dieselkraftstoff in der Form eines s. g. „Blends“ führt zu einer Verringerung der Rußemissionen, insbesondere bei niedrigen Lasten. Beim Betrieb mit Alkohol-Diesel-Gemischen werden keine signifikanten Effizienzunterschiede zum Dieselreferenzbetrieb festgestellt. Durch Einspeisen von Alkoholen in das Saugrohr können je nach Betriebspunkt Substitutionspotentiale von bis zu 85 % Energieanteil erreicht werden, bevor unerwünschte Verbrennungserscheinungen die weitere Erhöhung der Alkoholmenge verhindern. Bei höheren Lasten innerhalb dieser Betriebsart wird der Wirkungsgrad um fast 2 % Punkte erhöht. Die beobachtete starke Abnahme der Partikelmasse und der
Partikelanzahl ermöglicht eine weitere Reduktion der Stickoxidemissionen.