Ein stationärer Großgasmotor mit einer neu entwickelten Zündung hat einen höheren Wirkungsgrad und stößt weniger Schadstoffe aus.
Gasmotoren erzeugen Strom und Wärme. Ihre Vorteile sind die geringe Umweltbelastung durch Schadstoffe und der flexible Einsatz unterschiedlichster Gasqualitäten.
Leistungsdichte und Wirkungsgrad heutiger Gasmotoren liegen allerdings noch unter der Leistung von Dieselmotoren. Das Projektziel ist daher ein Gasmotor mit hoher Leistungsdichte und maximalem Wirkungsgrad bei gleichzeitig geringsten Emissionswerten.
rechts: Strahlausbreitung im Experiment
Die genaue Kenntnis von Zündung und Verbrennung sind der Schlüssel zur Optimierung der innermotorischen Vorgänge. Das Gas-Luftgemisch wird durch ein neuartiges Verfahren gezündet, das eine neue Verbrennungsführung im Gasmotor ermöglicht. Die chemisch-physikalischen Zustände des Gases entscheiden über die Qualität der Verbrennung und damit über den Wirkungsgrad, die Leistungsausbeute und die Schadstoffemissionen.
Schwerpunkte des Projektes waren:
• Numerische und experimentelle Grundlagenuntersuchungen des neuen Brennverfahrens
• Entwicklung von Regelstrategien und adaptiven Regelalgorithmen
• Umsetzung der Algorithmen in einem Motormanagementsystem und Erprobung an einem Versuchsmotor
Im Rahmen der Grundlagenuntersuchungen konnten die wesentlichen Eigenschaften des neuen Verbrennungsverfahrens analysiert und mit neuen Ansätzen in einem numerischen Modell abgebildet werden. Der Abgleich der Simulationsergebnisse mit den experimentellen Daten zeigte eine gute Übereinstimmung. Die Untersuchungen lieferten wichtige Erkenntnisse zur Stabilisierung und Verbesserung des Brennverfahrens. Aus der Analyse des Motors folgte ein neues Modell zur Vorausberechnung der Betriebswerte mit der Möglichkeit, erstmals auch Betriebsgrenzen im Voraus zu ermitteln. Zusätzlich wurde ein adaptiver Algorithmus für einen Gasmotor entwickelt, der erfolgreich an einem Vollmotor getestet werden konnte.
