Biokraftstoffe und Ablagerungsbildung
Differenzierung von unterschiedlichen Biokraftstoffqualitäten im Hinblick auf die Ablagerungsbildung
Kurzbeschreibung
Kraftstoffführende Fahrzeugkomponenten wie zum Beispiel Heizgeräte sind darauf ausgelegt, dass sie mit den derzeit marktüblichen Beimischungen von Biokraftstoffen problemlos funktionieren. Die Erfahrungen im Feld zeigen, dass moderate biogene Beimischungen, wie sie nach DIN EN 590 (Dieselkraftstoff – bis zu 7% (V/V) Biodiesel) und DIN EN 228 (Ottokraftstoff – bis zu 10 % (V/V) Ethanol) realisiert wurden, in der Regel nicht zu Problemen innerhalb der Auslegungslebensdauer führen. Für höhere Zumischquoten und bei einer weiteren Diversifikation der Kraftstoffe sind Fragen der Auslegungslebensdauer derzeit nicht ausreichend untersucht worden.
Um den Einfluss höherer Zumischraten in Bezug auf die Einsatztauglichkeit in Heizgeräten für mobile Anwendungen einschätzen zu können, müssen die anwendungstechnischen Eigenschaften von neuartigen Biokraftstoffen überprüft werden. Im Rahmen dieses Projektes sollen unter anderem die Möglichkeiten für Beimischungen von Ethanol oder Butanol und anderen alternativen Komponenten in Benzin sowie XtL-Kraftstoffe, HVO oder Biodiesel in Dieselkraftstoff untersucht werden. Ohne eine detaillierte Kenntnis der Einflussgrößen auf die Ablagerungsbildung beim Einsatz von Biokraftstoffen kann bei der Heizgeräteentwicklung nicht sichergestellt werden, dass es im Feld beim Einsatz höherer, vom Hersteller nicht freigegebener Biokraftstoffzumischquoten nicht zu Ausfällen kommt.
Arbeitsziele des Projekts
Im Rahmen dieses Projektes sollen verschiedene Kraftstoffe mit biogenen Beimischungen hinsichtlich ihrer Neigung zur Ablagerungsbildung untersucht werden.
Grundlage zur Voraussage der Einschränkung der Lebensdauer durch chemische und physikalische Einflussgrößen des Kraftstoffgemisches ist die Identifizierung von Frühindikatoren und die Klärung, inwieweit sich Phänomene wie z.B. Ablagerungsbildung auf die Lebensdauer auswirken. Bei Ablagerungsbildung in den betrachteten technischen Systemen können Wirkungsgradverschlechterungen, Emissionsnachteile oder Funktionsstörungen auftreten. Mit den im Projekt verwendeten Methoden ist es möglich, bereits vor Einsatz dieser Kraftstoffe mögliche Beeinträchtigungen zu detektieren und Lösungen für eventuelle Funktionsbeeinträchtigungen zu erarbeiten.
Dazu müssen die Kraftstoffe hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf einzelne Bauteile mit Prüfmethoden untersucht, bewertet und ihr Einfluss quantifiziert werden. Die Untersuchung, inwieweit sich Beimischungen von alternativen Komponenten z.B. auf die Ablagerungsbildung und die Pumpenförderleistung auswirken kann, wird in idealisierten Prüfständen untersucht, die die Anwendungsbedingungen nachstellen und einen Aufschluss über mögliche Indikatoren geben können. Die idealisierten Prüfstände helfen dabei, aufwendige und kostenintensive Echtzeiterprobungen zur verringern, indem im Vorfeld diverse Einflussvariablen eliminiert werden.
Arbeitsaufgaben OWI
- Untersuchungen zur Ablagerungsbildung an einem idealisierten Tropfenverdampfer (Diesel/Benzin-Tiegel-Prüfstand)
- Identifizierung der Einflussvariablen auf die Ablagerungsbildung
- Untersuchung des Einflusses alternativer beziehungsweise biogener Mitteldestillatkomponenten, wie beispielsweise HVO, auf die Lebensdauer technischer Komponenten an einem Hubkolbenpumpenprüfstand
- Messung der laminaren Brenngeschwindigkeiten von Benzin-Ethanol- und Benzin-Butanol-Gemischen mit der „Heatflux“-Methode
Durchführende Forschungsstellen
OWI Oel-Waerme-Institut GmbH, Herzogenrath
Webasto Thermo & Comfort SE, Gilching
Projektförderung
Das Projekt wird durch die „Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe“ (FNR) vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.
Projektlaufzeit
01.11.2015 – 31.10.2016
Ansprechpartner
Sebastian Feldhoff
Tel.: 02407/ 9518-117
E-Mail: S.Feldhoff@owi-aachen.de