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DMC+ als partikelfreier und potenziell nachhaltiger Kraftstoff für DI Ottomotoren

DMC+ as Particulate Free and Potentially Sustainable Fuel for DI SI Engines [Hä18]
  • Martin HärtlEmail author
  • Andreas Stadler
  • Sebastian Blochum
  • Dominik Pélerin
  • Thomas Maier
  • Vinicius Berger
  • Georg Wachtmeister
  • Philipp Seidenspinner
  • Thomas Wilharm
  • Eberhard Jacob
Chapter
Part of the ATZ/MTZ-Fachbuch book series (ATZMTZ)

Zusammenfassung.

C1-Kraftstoffe lassen sich mit einfachen Verfahren aus CO2 und H2 nachhaltig herstellen, zeichnen sich durch ihren hohen Sauerstoffgehalt und das Fehlen von C-C Bindungen aus und führen zu äußerst geringen Partikelemissionen bei der Verbrennung. Im Vergleich zur Verwendung von Kraftstoffen auf KW-Basis minimieren C1-Oxygenate mit Ausnahme von Methanol das Gefahrenpotenzial für Gesundheit und Umwelt. Während bei Dieselmotoren bereits seit einigen Jahren die Stoffklasse der Oxymethylenether (OME) als emissionsgünstige Option für nachhaltig herstellbare synthetische Kraftstoffe untersucht wird, fehlen entsprechende Lösungen für Ottomotoren.

Die Senkung der Grenzwerte für die Partikelanzahl mit Euro 6c/d befördert für Ottomotoren die Suche nach solchen Kraftstoffen. Die C1-Oxygenate DMC und MeFo zeichnen sich durch hohe Klopffestigkeit und günstige Gemischbildungseigenschaften aus. Sie sind auf nachhaltige Weise als E-Kraftstoffe herstellbar.

Während der Einsatz von reinem DMC bzw. MeFo jeweils Nachteile bezüglich der Tieftemperaturstabilität bzw. der Verdampfungseigenschaften mit sich bringt, wird hier der Weg zur Anwendung dieser beiden Oxygenate aufgezeigt. Die Entwicklung von DMC+  (Dimethylcarbonat + Methylformiat + Ethanol) auf Basis der C1-Chemie eröffnet die Chance für eine emissionsfreie Mobilität auch mit Ottomotoren.

Präsentiert wird die Methodik zur Definition einer zielführenden Formulierung für DMC+ sowie Ergebnisse aus Versuchen mit DMC+ an einem Otto-DI Einzylindermotor. Ein Rückgang der PN-Emissionen um zwei Größenordnungen sowie eine deutliche Senkung der Emission von NOx und organischen Komponenten (VOC) im Rohabgas wird demonstriert. Es kommt ein Dreiwegekatalysator zum Einsatz, der im stöchiometrischen Betrieb niedrigste Emissionen luftverunreinigender Komponenten ermöglicht. Besonderes Augenmerk wird auf die Emission von sub-23 nm-Partikeln gelegt, die durch den Oxygenat-Kraftstoff ebenfalls deutlich reduziert werden.

Notes

Danksagung

Herrn Dipl.-Ing. Rolf Brück, Continental Emitec GmbH, sei für seine maßgebliche Unterstützung der Arbeit von E.J. und für die Lieferung eines Dreiwegekatalysators herzlich gedankt.

Herrn Dipl.-Ing. Wolfgang Maus, WM Engineering & Consulting GmbH, verdanken wir die Anregung zu dieser Arbeit.

Die Autoren danken den Herausgebern der Fortschritt-Berichte VDI, den Herren Univ.-Professor H-P. Lenz und Univ.-Prof. B. Geringer, für die Genehmigung, Auszüge aus den Beiträgen [Ga16] und [Hä18] in das Manuskript übernehmen zu dürfen.

Supplementary material

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Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  • Martin Härtl
    • 1
    Email author
  • Andreas Stadler
    • 1
  • Sebastian Blochum
    • 1
  • Dominik Pélerin
    • 1
  • Thomas Maier
    • 1
  • Vinicius Berger
    • 1
  • Georg Wachtmeister
    • 1
  • Philipp Seidenspinner
    • 2
  • Thomas Wilharm
    • 2
  • Eberhard Jacob
    • 3
  1. 1.Lehrstuhl für VerbrennungskraftmaschinenTechnische Universität MünchenMünchenDeutschland
  2. 2.Analytik Service Gesellschaft mbHNeusäßDeutschland
  3. 3.Emissionskonzepte Motoren UG (haftungsbeschränkt)Bodman-LudwigshafenDeutschland

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