Autogas-Prototyp emittiert 90,9 Gramm Kohlendioxid pro Kilometer
Den CO2-Ausstoß eines Ottomotors von 100 Gramm pro Kilometer zu unterschreiten, war das Ziel des Projekts CO2-100minus. Arbeitsergebnis der Forschungsgruppe Automotive Powertrain der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) des Saarlands ist das Erreichen eines CO2-Wertes von 90,9 Gramm pro Kilometer. Damit wurde der ab dem Jahr 2020 geltende EU-Grenzwert von 95 Gramm pro Kilometer unterschritten. Erreicht hat dies die Forschergruppe um die Professoren Dr. Thomas Heinze und Dr. Harald Altjohann durch die Umrüstung eines Peugeot 107 auf Autogas, einen monovalenten Fahrbetrieb, die Entwicklung eines eigenen Motorsteuergerätes, die Erhöhung der Motorverdichtung sowie flankierende Maßnahmen wie Schaltanzeige, Leichtlauföle und Leichtlaufreifen.
Altjohann und Heinze hatten vor rund eineinhalb Jahren, mit Unterstützung von Industriepartnern sowie zweier Ministerien das Projekt CO2-100minus in die Wege geleitet. In einem ersten Schritt wurden die Versuchsfahrzeuge beim niederländischen Projektpartner Vialle auf Autogas umgerüstet. Mithilfe moderner Saugrohr-Flüssigeinspritzung konnten die Fahrzeuge auf monovalenten Betrieb ausgelegt werden. Der vollständige Verzicht auf Benzin selbst in der kraftstoffintensiven Start- und Warmlaufphase ermögliche eine alleinige Optimierung auf Liquified Petroleum Gas (LPG), erläutern die Forscher nun. Gleichzeitig würden auch Schadstoffe, wie Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe um bis zu 80 Prozent reduziert. Ein weiterer Nebeneffekt sei, dass der ausgebaute Benzintank nicht nur Gewicht spare, sondern auch Kraftstoff.
Durch die Entwicklung eines eigenen Zündsteuergerätes ist das Projekt noch weiter vorangebracht worden. Das Steuergerät der HTW arbeitet mit einem Master-Slave-Prinzip. Das bedeutet, erläutert Professor Heinze, dass der OEM-Zündzeitpunkt des OE-Steuergerätes erfasst und durch das Steuergerät der Hochschule kennfeldabhängig auf LPG-optimale Zündzeitpunkte verstellt wird. Diese Verstellung sei insbesondere abhängig von Drehzahl und Saugrohrunterdruck. Dabei würden die hohe Klopffestigkeit (ROZ 107) sowie die höhere Brenngeschwindigkeit des Autogases berücksichtigt. Die Verstellung erfolgt durch Manipulation von Signalen an das OEM-Steuergerät oder durch Erzeugung eigener Zündsignale über eingebaute Zündendstufen. Das Gerät sei artverwandt mit einem Konzept von IAV erklärt Heinze und ergänzt: "Wobei anzumerken ist, dass unsere ersten Prototypen, ohne dass wir von den IAV-Arbeiten wussten, bereits Mitte 2008 in Betrieb waren. Ich denke, die konsequente Lösung der Aufgabenstellung führt einfach zu diesem Ansatz."
Aufgrund der höheren Brenngeschwindigkeit von Autogas wird eine schnellere Energiefreisetzung am oberen Totpunkt des Kolbens erreicht. Dadurch werden Energieausbeute und Wirkungsgrad des Motors erhöht. In Testreihen auf einem Leistungsprüfstand wurde für jeden Betriebspunkt ein optimaler Zündwinkel ermittelt, wird erläutert, und in das Steuergerät einprogrammiert. Zudem wurde die Verdichtung erhöht; was den letzten Schritt auf dem Weg zu weniger CO2 darstellte. Hierfür wurden in den USA neue Kolben geschmiedet, bei einem Spezialisten in England CNC-bearbeitet und dann im Saarland eingepasst. Auf diese Weise ließ sich der motorische Wirkunsgrad weiter erhöhen, was wiederum einen geringeren Verbrauch bei gleicher Leistung und somit auch reduzierte CO2-Emissionen mit sich bringt. Das Potenzial zur Verdichtungserhöhung resultiere aus der deutlich höheren Klopffestigkeit von LPG im Vergleich zu Benzin, erläutert das Forscherteam. Während der herkömmliche Ottokraftstoff üblicherweise 95 Oktan habe, seien es bei Autogas durchschnittlich 107 Oktan. Professor Heinze betont ergänzend, dass wichtig sei, dass das Steuergerät nur wesentliche Vorteile in dem Bereich bringe, in dem der OEM auch klopfbegrenzt fahre. Im NEFZ hielten sich die Vorteile mit maximal 0,5 Prozent C02-Vorteil in Grenzen. Bei realen Fahrten in höheren Lastbereichen, reale Beschleunigungen und auf der Autobahn könnten bis zu sechs Prozent erreicht werden.
Die Ermittlung der CO2-Werte erfolgte mithilfe der Fachhochschule Südwestfalen. Am Standort Iserlohn verfügt sie über einen Abgasrollenprüfstand. Im Labor für Kolbenmaschinen/ Verbrennungskraftmaschinen können mit dem dortigen Abgasanalysesystem unter anderem die CO2-Werte ermittelt werden.
Heinze erläutert: "Wir haben in unserem Projekt im NEFZ das Meiste über direkten LPG-Start, erhöhte Verdichtung (1:12), Schaltanzeige, Leichtlauföl und Leichtlaufreifen erreicht." Die erzielten Ergebnisse fasst er folgendermaßen zusammen: "Wir haben die Fahrzeuge mit Ottomotor mit den besten Abgaswerten genommen und ihren CO2-Ausstoß noch mal um 20 Prozent reduziert." Das zeige, welches Potenzial Autogas habe. Metadaten anzeigen:Autor |
Schlagworte
Automotive Wire 2010
21.09.2010 - Die neuesten Entwicklungen rund um Kabel und Stecker im Auto
Ein Großteil der Entwicklungs- und Herstellungskosten eines Autos steckt in der Elektrik. Schnelle elektrische Kommunikationseinrichtungen übermitteln Daten für verschiedenste Funktionen vom...
» mehr
BÜCHER
ZUM THEMA
Kraftfahrtechnisches Taschenbuch
26.01.2007 - kompakt, umfassend, kompetent: Der Klassiker von Bosch jetzt in der 26. Auflage
Dieses Buch ist aus der Welt des Automobils nicht wegzudenken. Seit sieben Jahrzehnten hat es seinen festen Platz in den Werkstätten und auf den Schreibtischen. Als...
» mehr
SYSTEM PARTNERS RANKING 2009
ATZextra: System Partners - Ranking 2009 2009 ist ein historisches Jahr für die Automobilindustrie: Wie kommen Autobauer und Zulieferer durch die Krise? Bereits seit dem dritten Quartal 2008 sind kontinuierliche Umsatzeinbrüche zu verzeichnen. Umso interessanter ist daher die Betrachtung der 100 in diesem ATZextra "System Partners" aufgelisteten Zulieferer.» RANKING KOSTENFREI ALS PDF
ATZonline ist jetzt auch im Social-Web. Informieren Sie sich bei Facebook oder twitter über aktuelle Nachrichten, Themendossiers, Interviews und Fachbeiträge auf ATZonline.
Lesen Sie hochaktuelle Beiträge aus Forschung, Entwicklung und Produktion der Automobil- industrie auf technisch wissenschaftlichem Niveau.
ATZ IST FACHMEDIUM DES JAHRES
Prämiert
ATZ und damit die gesamte Produktfamilie wurde im Mai 2010 vom Branchenverband Deutsche Fachpresse als "Fachmedium des Jahres 2010" ausgezeichnet. Gewürdigt wurde mit dem Preis der "Relaunch mit hoher Zielgruppenrelevanz, die moderne, klare Gestaltung und die sehr gute crossmediale Vernetzung". Seit Januar 2010 erscheinen ATZ und Co. im neuen Design. Schauen Sie doch mal rein und überzeugen sich selbst!
DIE NEUE ATZ
111 Jahre Erfahrung. Neu in Form gebracht.
ATZ, MTZ & Co. präsentieren sich seit Januar 2010 im neuen Design. Lesefreundlich, klar strukturiert und visuell noch ansprechender.
Die neue und moderne Optik unterstützt dabei die eindeutig technisch-wissenschaftliche Ausrichtung der Zeitschriften und gibt fundierten Hintergrund-Informationen noch größeren Raum. Überzeugen Sie sich selbst!
NEWSLETTER
Mit dem Newsletter erhalten Sie zwei Mal in der Woche aktuelle News, Berichte, Events und Interviews aus der Automobiltechnik und Automobilentwicklung.
Natürlich kostenlos!