RCCI-Brennverfahren im Heavy Duty Motor mit einer Erdgas-Diesel Applikation
Frederik Eise
Cite this publication as
Frederik Eise, RCCI-Brennverfahren im Heavy Duty Motor mit einer Erdgas-Diesel Applikation (2023), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832583095
Descripción / Abstract
Beim RCCI-Verfahren (Reactivity Controlled Compression Ignition) werden mindestens zwei Kraftstoffe mit unterschiedlichen Reaktivitäten so im Brennraum gemischt, dass die Reaktivität für optimierte Verbrennungslagen und -dauern geregelt werden kann. Dabei wird ein Kraftstoff mit geringer Reaktivität in den Zylinder eingebracht, um dort ein möglichst homogenes Gemisch aus Kraftstoff, Luft und zurückgeführtem Abgas zu erzeugen. Ein Kraftstoff mit hoher Reaktivität wird vor der Zündung des vorgemischten Kraftstoffs direkt in den Brennraum eingespritzt.
Durch eine sinnvolle Auswahl der eingesetzten Kraftstoffpaarungen, sowie der jeweiligen Anteile kann der zeitliche Verlauf der Verbrennung an die benötigte Leistung bei gleichzeitiger Kontrolle der Verbrennungstemperaturen (NOx-relevant) und Luftverhältnisse (Ruß-relevant) angepasst werden.
Durch eine Direkteinspritzung beider Kraftstoffe, entstand eine maximale Freiheit in der Applikation der Gemischbildung. Es wurde gezeigt, dass hauptsächlich der Homogenisierungsgrad des Diesels den Brennverlauf und die Emissionen beeinflusst. Durch stetige Substitution von CNG durch Diesel kann der Diesel-SOI immer weiter nach früh verschoben werden, was die Homogenisierung weiter verbessert. Um die Reaktivität dieses Gemischs zu kontrollieren, sind hohe Verdünnungsraten nötig. Eine Kombination aus einer Magerverbrennung und hoher AGR-Rate eliminiert zum einen die NOX-Emissionen und kontrolliert zum anderen die Brenndauer.
Durch eine sinnvolle Auswahl der eingesetzten Kraftstoffpaarungen, sowie der jeweiligen Anteile kann der zeitliche Verlauf der Verbrennung an die benötigte Leistung bei gleichzeitiger Kontrolle der Verbrennungstemperaturen (NOx-relevant) und Luftverhältnisse (Ruß-relevant) angepasst werden.
Durch eine Direkteinspritzung beider Kraftstoffe, entstand eine maximale Freiheit in der Applikation der Gemischbildung. Es wurde gezeigt, dass hauptsächlich der Homogenisierungsgrad des Diesels den Brennverlauf und die Emissionen beeinflusst. Durch stetige Substitution von CNG durch Diesel kann der Diesel-SOI immer weiter nach früh verschoben werden, was die Homogenisierung weiter verbessert. Um die Reaktivität dieses Gemischs zu kontrollieren, sind hohe Verdünnungsraten nötig. Eine Kombination aus einer Magerverbrennung und hoher AGR-Rate eliminiert zum einen die NOX-Emissionen und kontrolliert zum anderen die Brenndauer.
Índice
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 1.1 Motivation
- 1.2 Zielsetzung
- 2 Grundlagen der Dual-Fuel-Verbrennung
- 2.1 Einordnung der Brennverfahren
- 2.2 Reaktionsmechanismen der Kohlenwasserstoff Verbrennung
- 2.3 Relevante Zündverzugseinflussgrößen
- 2.4 Modellvorstellung der homogenen Selbstzündung
- 2.5 Schadstoffentstehung
- 2.6 Dual-Fuel-Brennverfahren
- 3 Versuchsträger und Betriebsstrategie
- 3.1 Motorenprüfstand
- 3.2 Einspritzsystem
- 3.3 Messtechnik
- 3.4 Auswertung
- 4 Brennverfahrensentwicklung
- 4.1 Versuchsführung
- 4.2 Identifikation Key-Parameter
- 4.3 Prozessführung
- 5 Optische Verbrennungsanalyse
- 5.1 Aufbau
- 5.2 Auswertung
- 6 Ergebnisse
- 6.1 Anwendungsrelevante Steuer- und Regelparameter
- 6.2 Kolbenformvariation
- 6.3 Variation des Verdichtungsverhältnisses
- 6.4 Einzelparametervariationen
- 6.5 Partikelemissionen
- 6.6 Optik
- 7 Potentialbewertung
- 8 Fazit
- Literaturverzeichnis
- Anhang
- Veröffentlichungen