Forschung
Weniger Ruß dank neuer Dieseltechnik

Forscher der Universität Karlsruhe haben die Verbrennung von Dieselmotoren optimiert und dadurch die Bildung von Ruß und Stickoxiden deutlich verringert. Erreicht wurde dies mit Hilfe einer neuen Einspritztechnik in Verbindung mit einem Abgasrückführsystem.

hsn DÜSSELDORF. „Durch unser neues Verfahren ging die Rußbildung im Testmotor um 47 Prozent und die Stickoxidbildung um 53 Prozent zurück“, sagt Uwe Wagner, Leiter der Forschung Dieselmotoren an der Universität Karlsruhe. Die Wissenschaftler präsentieren ihre Entwicklung am 5. und 6. Juni auf der „Woche der Umwelt“ im Schloss Bellevue in Berlin.

Dieselmotoren arbeiten nach einem Zweiphasen-Prinzip: Zunächst gibt eine Düse eine kleine Menge Kraftstoff in den Brennraum ab, wo sich dieser entzündet. In die Flamme wird dann weiterer Kraftstoff gespritzt. Dabei entstehen viele Rußpartikel. Denn es ist nicht genügend Sauerstoff vorhanden, der den entstehenden Ruß oxidieren und damit unschädlich machen könnte. Damit die Partikel nicht in die Umwelt gelangen, müssen Dieselfahrzeuge mit entsprechenden Filtern ausgerüstet sein. Das ist nicht nur teuer, sondern treibt auch den Spritverbrauch in die Höhe.

Um den Rußanteil zu reduzieren, haben die Forscher ein neues Einspritzverfahren entwickelt. Sie trennen die Vor- und Haupteinspritzung nicht nur zeitlich, sondern auch räumlich. Wie bei herkömmlichen Dieselmotoren wird auch hier zunächst die Voreinspritzphase eingeläutet. Dann aber bringt eine zweite Düse an einer anderen Stelle im Brennraum den Hauptanteil des Kraftstoffs ein. „Durch die räumliche Trennung nutzen wir den Sauerstoff, der im gesamten Brennraum verteilt ist, besser aus“, erklärt Wagner.

Allerdings war damit noch nicht das Problem der hohen Stickoxidemissionen gelöst. Dies gelang erst durch Kombination mit einer Abgasrückführung. Diese leitet ein Drittel der entstehenden Abgase wieder in den Motor-Brennraum zurück und senkt so die Verbrennungstemperatur. Damit entstehen weniger Stickoxide. Die Karlsruher Forscher hoffen nun auf das Interesse von Autobauern und Zulieferern, die die notwendige Einspritztechnik für ihr Verbrennungsverfahren entwickeln. Da die Testmotoren mit gängiger Technik gebaut worden seinen, bestehe auf dem Weg zur Serienreife ein großes Optimierungspotenzial.

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