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2022 | OriginalPaper | Chapter

8. Stationäre Kolbenmotoren für energetischen Einsatz

Authors : Maurice Kettner, Richard Zahoransky

Published in: Energietechnik

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Kolbenmotoren finden in der Energieversorgung vielfältig Verwendung als Notstromaggregate, als Antrieb für Pumpen in Großkraftwerken und in dezentralen Blockheizkraftwerken (BHKW). Motoren für Notstromaggregate und zum Antrieb von Arbeitsmaschinen werden meist mit Diesel-Kraftstoff betrieben. In BHKW dominieren Gasmotoren, wobei Erdgas, Bio-, Deponie- oder Klärgas bevorzugt sind. Die wesentliche Thermodynamik der Otto-, Diesel- und Stirling-Motoren wird in Kürze behandelt, während die Gasmotoren tiefere Behandlung finden. Die Motoren für die Energieversorgung stammen i. Allg. von mobilen Anwendungen ab und werden an die energietechnischen Anwendungen angepasst. Technische Details der Motoren sind in der Fachliteratur zu finden, z. B. [1]. Die Website [2] gibt einen umfassenden Überblick über Hersteller und deren Kolbenmotoren.
Footnotes
1
Nikolaus Otto, 1832–1892.
 
2
Rudolf Diesel, 1858–1913.
 
3
Von Moritz Seiliger 1922 vorgeschlagen.
 
4
Der Seiliger Prozess beschreibt ebenso den Otto-Kreisprozess realitätsnaher, da auch die Verbrennung beim Ottomotor aufgrund der endlichen Verbrennungsgeschwindigkeit nicht exakt bei konstantem Volumen stattfindet.
 
5
Der Prozess mit isentroper Verdichtung, Gleichdruckverbrennung, isentroper Entspannung und isochorer Wärmeabfuhr wird als Gleichdruck-Prozess bezeichnet.
 
6
Downsizing: gleiche Leistung bei höherem Drehmoment und kleinerem Hubraum
 
7
Downspeeding: Gleiche Leistung bei höherem Drehmoment und geringerer Drehzahl
 
8
Robert Stirling, schottischer Geistlicher, 1790–1878.
 
9
Bei isothermer Verdichtung und Entspannung gilt für thermisch und kalorisch perfekte Gase: ∆s12 = R lnV2/V1 bzw. ∆s34 = R lnV4/V3. Da V2 = V3 sowie V1 = V4 sind, ist ∆s12 = −∆s34.
 
10
die Verbrennungsschwerpunktlage gibt den Zeitpunkt in Grad Kurbelwinkel an, zu dem 50 % des Kraftstoffs verbrannt ist und ist damit ein Maß für die zeitliche Lage der Verbrennung. Bei vielen Motoren ergibt sich bei ca. 8 Grad nach o. T. der höchste Wirkungsgrad und die höchste Leistung.
 
11
Die Light-Off-Temperatur ist die Temperatur, ab der der Katalysator die entsprechende Schadstoffkomponente zu 50 % konvertieren kann.
 
Literature
1.
go back to reference Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 27. Aufl. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2011) Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 27. Aufl. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2011)
3.
go back to reference Zahoransky, R., Knöringer, P., Schelling, U., Wittig, S.: Anmerkungen zum Einsatz und Wirkungsgrad kleiner Kraftmaschinen – Turbinen, Dampfmotor und Schraubenexpander. Wärme. 91(4), 43 (1983) Zahoransky, R., Knöringer, P., Schelling, U., Wittig, S.: Anmerkungen zum Einsatz und Wirkungsgrad kleiner Kraftmaschinen – Turbinen, Dampfmotor und Schraubenexpander. Wärme. 91(4), 43 (1983)
5.
go back to reference Kettner, M.: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Optimierung der Entflammung von mageren Gemischen bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung. Universität Karlsruhe (TH), Dissertation/PhD-Thesis (2006) Kettner, M.: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Optimierung der Entflammung von mageren Gemischen bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung. Universität Karlsruhe (TH), Dissertation/PhD-Thesis (2006)
6.
go back to reference Zacharias, F.: Gasmotoren. Vogel, Würzburg (2001) Vogel Business Media GmbH & Co. KG Zacharias, F.: Gasmotoren. Vogel, Würzburg (2001) Vogel Business Media GmbH & Co. KG
8.
go back to reference Weis, A.: Konzipierung eines Pflanzenöl-Blockheizkraftwerks für die Diakonie Kork. Hochschule Offenburg, Offenburg (2007). Diplomarbeit der Hochschule Offenburg Weis, A.: Konzipierung eines Pflanzenöl-Blockheizkraftwerks für die Diakonie Kork. Hochschule Offenburg, Offenburg (2007). Diplomarbeit der Hochschule Offenburg
9.
go back to reference Dorn, B., Wehmann, C., Winterhalter, R., Zahoransky, R.: Particle and Gaseous Emissions of Diesel Engines Fuelled by Different Non-Esterified Plant Oils SAE_NA Paper Series Bd. 2007, S. 24–127 (2007) Dorn, B., Wehmann, C., Winterhalter, R., Zahoransky, R.: Particle and Gaseous Emissions of Diesel Engines Fuelled by Different Non-Esterified Plant Oils SAE_NA Paper Series Bd. 2007, S. 24–127 (2007)
10.
go back to reference Dorn, B., Zahoransky, R.: Non-esterified plant oils 95 fuel – Engine characteristics and emission behaviour. SAE-NE Paper Series, Bd. 2009-24-0097. (2009) Dorn, B., Zahoransky, R.: Non-esterified plant oils 95 fuel – Engine characteristics and emission behaviour. SAE-NE Paper Series, Bd. 2009-24-0097. (2009)
11.
go back to reference SOLO: Kleinmotoren GmbH: Firmenprospekt SOLO Stirling GmbH 161. SOLO Eigenverlag, Sindelfingen (2001) SOLO: Kleinmotoren GmbH: Firmenprospekt SOLO Stirling GmbH 161. SOLO Eigenverlag, Sindelfingen (2001)
12.
go back to reference SOLO: Kleinmotoren GmbH: Werks-Schnittzeichnung des Stirlingmotors 161. Firmenprospekt, Sindelfingen (2001) SOLO: Kleinmotoren GmbH: Werks-Schnittzeichnung des Stirlingmotors 161. Firmenprospekt, Sindelfingen (2001)
13.
go back to reference Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. FNR (Herausgeber): Bioenergie. FNR, Hofplatz 1, 18276 Gülzow (2007) Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. FNR (Herausgeber): Bioenergie. FNR, Hofplatz 1, 18276 Gülzow (2007)
14.
go back to reference DVGW Technische Regeln, Arbeitsblatt G260 (2013) DVGW Technische Regeln, Arbeitsblatt G260 (2013)
15.
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19.
go back to reference Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift KRONOS Gas Engine Control Systems. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2007). Schrift # DZ_KRO_001_07_04_e_1_2007, bzw. www.​heinzmann.​com Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift KRONOS Gas Engine Control Systems. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2007). Schrift # DZ_KRO_001_07_04_e_1_2007, bzw. www.​heinzmann.​com
20.
go back to reference Heinzmann GmbH & Co. KG,: Firmenschrift MEGASOL Gas Injection Valves for Gas and Dual Fuel Engines. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2006). Schrift # DZ_MEG_001_06_03_e_1_2006, bzw. www.​heinzmann.​com Heinzmann GmbH & Co. KG,: Firmenschrift MEGASOL Gas Injection Valves for Gas and Dual Fuel Engines. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2006). Schrift # DZ_MEG_001_06_03_e_1_2006, bzw. www.​heinzmann.​com
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go back to reference Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift ARTEMIS Dual Fuel Control Solutions. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2008). Schrift # ETM_ART_002_08_02_e_1_2008, bzw. www.​heinzmann.​com Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift ARTEMIS Dual Fuel Control Solutions. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2008). Schrift # ETM_ART_002_08_02_e_1_2008, bzw. www.​heinzmann.​com
23.
go back to reference Schüller, R., Böhler, F., Zahoransky, R.: Hybridantrieb für Industrie-Anwendungen; Hybrid-Baumaschinen – Innovative Arbeitsmaschinen von morgen, Mobile Maschinen 3, S. 30–33, Vereinigte Fachverlage GmbH Mainz (2009) Schüller, R., Böhler, F., Zahoransky, R.: Hybridantrieb für Industrie-Anwendungen; Hybrid-Baumaschinen – Innovative Arbeitsmaschinen von morgen, Mobile Maschinen 3, S. 30–33, Vereinigte Fachverlage GmbH Mainz (2009)
24.
go back to reference Dengler, P., Geimer, M., Zahoransky, R.: Potential of Reduced Fuel Consumption of Diesel-Electric APUs at Variable Speed in Mobile Applications ICE 2011, Capri. SAE Int. Tech. Paper Series, Bd. 2011-24-0075. (2011) Dengler, P., Geimer, M., Zahoransky, R.: Potential of Reduced Fuel Consumption of Diesel-Electric APUs at Variable Speed in Mobile Applications ICE 2011, Capri. SAE Int. Tech. Paper Series, Bd. 2011-24-0075. (2011)
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go back to reference Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift Heinzmann’s LPG/CNG Electric Hybrid Engine. Eigenverlag, Schönau (2008). Schrift # ETM_HYP_002_08_02_e_1_2008, bzw. www.​heinzmann.​com Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift Heinzmann’s LPG/CNG Electric Hybrid Engine. Eigenverlag, Schönau (2008). Schrift # ETM_HYP_002_08_02_e_1_2008, bzw. www.​heinzmann.​com
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go back to reference Zahoransky, R., Böhler, F., Schüller, R.: Diesel-electric hybrid drives for off-highway applications, 8th Int. CTI Symposium Innovative Automotive Transmissions, 30.11.-03.12.2009, Berlin, Tagungsband Vol. 1, S. 490; Hrsg. CTI-Car Training Institute, Düsseldorf (2009) Zahoransky, R., Böhler, F., Schüller, R.: Diesel-electric hybrid drives for off-highway applications, 8th Int. CTI Symposium Innovative Automotive Transmissions, 30.11.-03.12.2009, Berlin, Tagungsband Vol. 1, S. 490; Hrsg. CTI-Car Training Institute, Düsseldorf (2009)
28.
go back to reference M. Burke, P. Großkopf, FRIGOBLOCK Kältespeicher-Hybrid Technology - ein konsequenter Schritt zu Zero Emission-Transportkälteanlagen, 13. Karlsruher Fahrzeugklima Symposium, 2013. Zugegriffen am 23.04.2021 M. Burke, P. Großkopf, FRIGOBLOCK Kältespeicher-Hybrid Technology - ein konsequenter Schritt zu Zero Emission-Transportkälteanlagen, 13. Karlsruher Fahrzeugklima Symposium, 2013. Zugegriffen am 23.04.2021
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go back to reference DIN ISO 8528: Stromerzeugungsaggregate mit Hubkolben-Verbrennungsmotoren. Beuth, Berlin (2017). Neueste Ausgabe DIN ISO 8528: Stromerzeugungsaggregate mit Hubkolben-Verbrennungsmotoren. Beuth, Berlin (2017). Neueste Ausgabe
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go back to reference Pfeiffer, U., Zarske, S., Samenfink, W., Dittmann, R., Laile, E., Zahoransky, R.A.: Optisches Multiwellenlängen-Extinktionsverfahren – angewandt zur on-line Messung der Größe und Partikelkonzentration von Partikeln im Abgas von Dieselmotoren Bd. 1189. VDI, Düsseldorf, S. 285–300 (1995). VDI Berichte Pfeiffer, U., Zarske, S., Samenfink, W., Dittmann, R., Laile, E., Zahoransky, R.A.: Optisches Multiwellenlängen-Extinktionsverfahren – angewandt zur on-line Messung der Größe und Partikelkonzentration von Partikeln im Abgas von Dieselmotoren Bd. 1189. VDI, Düsseldorf, S. 285–300 (1995). VDI Berichte
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Metadata
Title
Stationäre Kolbenmotoren für energetischen Einsatz
Authors
Maurice Kettner
Richard Zahoransky
Copyright Year
2022
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-34831-1_8