Untersuchungen zur reaktiven Abgasrückführung bei einem Gasmotor für Kraft-Wärme-Kopplung Anwendungen

von Youssef Beltaifa

132 Seiten, Taschenbuch

Kurzbeschreibung des Verlags

Diese Arbeit präsentiert die Auslegung, Umsetzung und Bewertung des Motorkonzepts EGRreact zur reaktiven Abgasrückführung für einen saugenden, erdgasbetriebenen KWK-Motor. Ziel ist die gleichzeitige Steigerung des thermischen Wirkungsgrads sowie die Reduktion der Emissionen, insbesondere von Stickoxiden (NOₓ). Das System besteht aus einem unter Kraftstoffüberschuss betriebenen Spenderzylinder, der reaktives Abgas mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid erzeugt, sowie einer zweiten Einheit, der dieses Abgas vollständig zugeführt wird. Dadurch werden hohe Verdünnungsraten ermöglicht, die Verbrennungs- und Wandwärmeverluste reduzieren. Die abgasrelevanten Zylinder arbeiten stöchiometrisch und bleiben mit einem Drei-Wege-Katalysator kompatibel. Für eine homogene Verteilung des reaktiven Abgases wurde eine Entwicklungsmethodik auf Basis von 1D-CFD-Simulationen und statistischer Versuchsplanung eingesetzt. Die experimentelle Validierung bestätigte die Simulationen und zeigte eine geringe Zylinder-zu-Zylinder-Variation. Motorversuche belegen eine Effizienzsteigerung von bis zu 1,3 %-Punkten gegenüber einem konventionellen stöchiometrischen Betrieb mit inerter AGR. Der beobachtete Wirkungsgradvorteil ist überwiegend auf den Spenderzylinder zurückzuführen, da dieser aufgrund der Motorauslegung frei von Verlusten infolge unvollständiger Verbrennung ist. Im Vergleich zum Magerbetrieb ermöglicht EGRreact einen höheren Verdünnungsgrad, wodurch die NOₓ-Emissionen um 50 % reduziert werden können, ohne dass der Wirkungsgrad beeinträchtigt wird. Vielmehr wird dieser gleichzeitig verbessert. Das Konzept stellt somit einen vielversprechenden Ansatz für hocheffiziente und emissionsarme Gasmotoren dar.

• Reihe: Berichte aus dem ivb
• Themen: Technologie, Ingenieurswissenschaft, Landwirtschaft, Industrieprozesse Maschinenbau und Werkstoffe Maschinenbau Motoren und Antriebstechnik
• ISBN: 9783819107870
• Sprache: Deutsch
• Erscheinungsdatum: 27.08.2026
• Größe: 21 x 14.8 cm
• Verlag: Shaker