Sauberer Dieselmotor

Die Entwicklung schadstoffarmer Motoren ist das Ziel des Teams von Professor Christof Simon an der Fachhochschule Trier. Durch Einspritzung von Wasser in einen Dieselmotor gelingt es, sowohl die Bildung von Ruß als auch die von Stickoxiden zu senken.

 Professor Christof Simon erläutert den an der Fachhochschule Trier entwickelten schadstoffarmen Dieselmotor. TV-Foto: Daniel John

Professor Christof Simon erläutert den an der Fachhochschule Trier entwickelten schadstoffarmen Dieselmotor. TV-Foto: Daniel John

Trier. Der Dieselmotor gehört noch immer zu den wirtschaftlichsten Antriebsarten, doch bei seinem Betrieb entstehen Schadstoffe - insbesondere Stickoxide und Ruß. Das Problem dabei ist, dass beide in einem direkten Zusammenhang stehen: Eine Reduzierung der Rußpartikel erhöht die Bildung von Stickoxiden und umgekehrt.Entstehung von Schadstoffen vermeiden

Die Abgase können zwar durch den Einsatz von Katalysatoren oder Rußfiltern gereinigt werden, doch deren Nachteile erläutert Professor Christof Simon vom Fachgebiet "Kolben- und Strömungsmaschinen" an der Fachhochschule: "Diese Systeme zur Nachbehandlung von Abgasen benötigen zusätzlichen Kraftstoff und führen damit auch zu einem erhöhten CO-Ausstoß." Mit seinem Team setzt Simon daher auf Maßnahmen, die bereits im Motor die Entstehung von Schadstoffen vermeiden.Stickoxide entstehen vor allem bei hohen Verbrennungstemperaturen. Lässt sich die Temperatur im Motor senken, dann kann die Bildung von Stickoxiden reduziert werden, ohne dass es zu einem erhöhten Rußausstoß kommt. "Wir haben ein Verfahren entwickelt, mit dem in einer speziell angepassten Einspritzdüse Diesel und Wasser gleichzeitig eingespritzt werden können", zeigt Simon an seinem Einzylinder-Forschungsmotor. Durch die kühlende Wirkung des Wassers sank die Stickoxidkonzentration im Abgas um 60 Prozent.Noch bessere Ergebnisse versprechen sich die Entwickler davon, Diesel und Wasser nicht getrennt einzuspritzen, sondern als Gemisch. Derzeit laufen Messreihen an einem Fünfzylinder mit so genannten Mikro-Emulsionen - Diesel-Wasser-Mischungen -, die über lange Zeit stabil bleiben und am Institut für physikalische Chemie an der Universität Köln entwickelt wurden. Dabei konnten gleichzeitig die Stickoxidwerte um fast die Hälfte, die Rußpartikel sogar um zwei Drittel reduziert werden.Allerdings benötigt der Motor in unterschiedlichen Betriebspunkten unterschiedliche Mischungsverhältnisse für optimale Wirkung. Zunächst wird mit einer Mischer-Einheit experimentiert, die außerhalb des Motors liegt. Bei Lastwechseln des Motors kommt es dadurch aber zu einer Zeitverzögerung ehe das neu optimierte Gemisch vorliegt. Beim Einsatz in Nutzfahrzeugen ist dies unproblematisch, bei PKW-Motoren entstehen solche Lastwechsel aber wesentlich häufiger."Völlig neues Einspritzsystem"

"Wir entwickeln daher in einem weiteren Projekt ein völlig neues Einspritzsytem, das insbesondere für den Einsatz in PKW geeignet ist", erklärt Simon. Ziel ist es, mit einer Hochdruck-Pumpe Diesel und Wasser getrennt bis zur Einspritzdüse zu leiten und direkt im Düsenhalter zu einer Emulsion zu mischen.Wenn zukünftige strenge Abgas-Grenzwerte mit dieser Technik nicht vollständig erreicht werden können, lassen sich immer noch Katalysatoren und Filter zusätzlich zur Nachbehandlung einbauen. Die Priorität ist für Christof Simon jedoch klar: "Weil durch die Maßnahmen im Motor oder durch den Einsatz alternativer Kraftstoffe die Bildung von Schadstoffen bereits während der Verbrennung unterbunden wird, sind diese Methoden den Verfahren zur Nachbehandlung unbedingt vorzuziehen."Die TV-Serie "Erfindungen aus Trier" stellt Innovationen von Uni und FH vor.

Meistgelesen
Neueste Artikel
Zum Thema
Aus dem Ressort