Potenzial der GCI Technologie – Ein Benzin-Kraftstoff mit höherer Selbstzündung zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks eines Euro 6d-konformen Personenkraftwagens (PKW)

Autoren

Dr.-Ing. H. Won, A. Bouet BSc, Dr. V. Manente, Aramco Overseas Company B.V., Rueil-Malmaison;
J. Kermani MSc, F. Duffour MSc, IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison

Jahr

2019

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 811

Zusammenfassung

Die strengen Vorschriften für Schadstoffe, die Einhaltung der Vorschriften für die Einhaltung der realen Emissionen und die CO₂-Reduktionsauflagen erweitern die Grenzen der Entwicklung herkömmlicher Verbrennungsmotoren (ICE). In der Vergangenheit waren Benzinmotoren mit sehr niedrigen Fahrzeugemissionen und hohem CO₂-Ausstoß weniger komplex, während Dieselmotoren das entgegengesetzte Verhalten zeigten. Saudi Aramco ist überzeugt, dass es durch die Kombination eines sauberen kraftstoffähnlichen Benzins mit einem hocheffizienten thermodynamischen Zyklus (Kompressionszündung) möglich ist, einen sauberen Antriebsstrang zu schaffen, sowohl global als auch lokal, und so den historischen Kompromiss zwischen einer Verringerung des CO₂-Ausstoßes und den Kriterien der Schadstoffe zu brechen. Jüngste Arbeiten haben gezeigt, dass Benzin-ähnliche Kraftstoffe (HRG) mit höherer Reaktivität die NO_X- und Partikelemissionen reduzieren können, wenn sie in Kompressionszündungsmotoren (CI-Motoren) eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang wurde ein aus dem atmosphärischen Rohöldestillationsprozess abgeleiteter Raffineriestrom als ein sehr wertvoller HRG
identifiziert. Das Brennraumdesign wurde an diesen Kraftstoff angepasst, und die Bewertung verschiedener Luftpfad- und Nachbehandlungssysteme (ATS) wurde an einem Mehrzylinder-CI-Motor durchgeführt. Die vollständige Motorkalibrierung für die HRG wurde an der Motortestzelle durchgeführt. Die Injektionseinstellungen und die Kalibrierung der Luftschleife unter Berücksichtigung des Kälteverhaltens und der Nachbehandlung durch ein spezifische Design of Experiment (DoE) -Methode wurden erfolgreich durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen 5,5 % des CO₂-Nutzens von HRG im Vergleich zu Diesel (17 % des CO₂-
Nutzens im Vergleich zu einem modernen SI-Fahrzeug), während die anstehenden Euro-6-
Emissionsanforderungen erfüllt werden. Darüber hinaus wurden Rollentests an einem an HRG-Spezifitäten angepassten Fahrzeug durchgeführt. Die Zyklusemissionen und die CO₂-Werte wurden mit der Dieselreferenz verglichen, und die Euro-6-Emissionsvorschriften wurden im WLTC-Homologationszyklus erfolgreich erfüllt.