Untersuchung der innermotorischen Stickstoffdioxid- und Formaldehydbildung bei Magerbrennverfahren mit regenerativen Kraftstoffen

Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen, Bd. 6/2024

Denis Notheis

ISBN 978-3-8325-5812-3
134 pages, year of publication: 2024
price: 49.50 €
Untersuchung der innermotorischen Stickstoffdioxid- und Formaldehydbildung bei Magerbrennverfahren mit regenerativen Kraftstoffen

In diesem Band wird die innermotorische Bildung von Stickstoffdioxid (NO2) und Formaldehyd (HCHO) bei der Verwendung von regenerativen Kraftstoffen am Magergasmotor behandelt. Dabei wird zum einen das ottomotorische bzw. fremdgezündete Brennverfahren mit Erdgas bzw. Methan (mit und ohne Wasserstoffzumischung) und zum anderen das dieselmotorische bzw. selbstzündende Brennverfahren unter dem Einsatz von Oxygenatkraftstoffen, wie beispielsweise Oxymethylether und N-Oktanol, detailliert untersucht.

Die Untersuchungen umfassen Einzelparameteruntersuchungen, statistische Versuchsplanung (DoE) und 0D/1D Berechnungen des Motors mit einem selbstentwickelten Reaktionskinetik-Model zur Bestimmung von Nachreaktionen im Brennraum. Dabei werden innermotorische Bildungswege von NO2 als auch HCHO aufgezeigt. Nachreaktionen von unverbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch oder durch gezielte Nacheinspritzung zeigen sich dabei als wichtiger Bildungsweg.

Zusätzlich zeigt die Untersuchung Wege, diese Emissionen gezielt zu beeinflussen. Hiermit sind zum einen die Reduktion der Emissionen wie HCHO gemeint, aber auch die Möglichkeit, ausreichend NO2 oder ein hohes NO2-zu-NOX-Verhältnis für die Abgasnachbehandlung bereitzustellen. Durch die gemeinsame Betrachtung beider Brennverfahren werden sowohl Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede in der Bildung der Emissionen aufgezeigt.