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24.09.2013 | Automobil + Motoren | Nachricht | Online-Artikel

ETH-Forscher entwickeln Erdgas-Diesel-Hybridmotor

verfasst von: Katrin Pudenz

2 Min. Lesedauer

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Wissenschaftler am Institut für Dynamische Systeme und Regelungstechnik der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich haben einen Erdgas-Diesel-Hybridmotor entwickelt, der pro Kilometer in einem Fahrzeug der Golf-Klasse 56 Gramm CO2 emittiert.

Die Forscher haben einen herkömmlichen Dieselmotor so umgebaut, dass er zu 90 Prozent mit Erdgas betrieben werden kann. Der Motor zündet mit einer kleinen Menge Diesel, die direkt in den Zylinder eingespritzt wird. Auf diese Weise werde eine hocheffiziente Verbrennung mit einem maximalen Wirkungsgrad von 39,6 Prozent erreicht, berichten die Züricher Entwickler.

Erdgas-Diesel-Motoren kommen bereits in der Industrie dort zum Einsatz, wo Strom an einem Ort erzeugt und verbraucht wird - beispielsweise für den Betrieb großer Maschinen. "Bei einem Fahrzeug ändern sich die Drehzahl und die Last jedoch ständig, was den Betrieb des Motors deutlich komplizierter macht", erklärt Tobias Ott, Doktorand in der Forschungsgruppe von Professor Lino Guzzella.

Die neuartige elektronische Verbrennungssteuerung des Motors hat Tobias Ott gemeinsam mit Senior Scientist Christopher Onder und Lino Guzzella im Rahmen seiner Dissertation entwickelt. Kernstück bildet ein Sensor, der den Druck in den Zylindern misst. Mit komplexen Steuer- und Regelungsalgorithmen gelang es den Wissenschaftlern, die Menge des Diesels und den Zeitpunkt für das Einspritzen ständig anzupassen und so den Motor mit größtmöglicher Effizienz zu betreiben.

Dadurch, dass die Forscher den Erdgas-Diesel-Motor an einen kleinen Elektromotor koppelten konnten sie den Verbrauch zusätzlich senken. Jedoch könnte der Erdgas-Diesel-Motor auch in ein Fahrzeug ohne elektrische Hybridisierung eingebaut werden.

Serienproduktion in fünf Jahren möglich

Die Wissenschaftler haben die Emissionsreduktion an einem eigens dafür gebauten Prüfstand experimentell nachgewiesen und die Resultate im Fachmagazin "Energies" publiziert. Im Rahmen dieses Machbarkeitsnachweises gilt es auch, den Antriebsstrang praxistauglich zu machen und letzte technische Probleme zu lösen. "Im Moment beschäftigt uns vor allem die Temperatur im Katalysator", berichtet Tobias Ott. Damit dieser richtig zum Laufen komme, müsse er mindestens 300 °C heiß werden. "Weil unser Verbrennungsmotor die Wärmeenergie aber so effizient in mechanische Energie umwandelt, ist die Abluft insbesondere nach dem Start zu wenig warm", fügt Ott hinzu. Die Forscher wollen das Problem beheben, indem sie die den Motor während des Warmlaufs speziell regeln.

Das Projekt wurde vom Kompetenzzentrum für Energie und Mobilität CCEM und vom Bundesamt für Energie unterstützt.

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