Analyse schmierstoffinduzierter Vorentflammung in Wasserstoff-Verbrennungsmotoren

Autoren

D. Bansal, Chevron Oronite LLC, USA; M. Schneider, P. Grabner, Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme (ITnA), Technische Universität Graz; G. Lurf, N. J. Kunder, M. Wieser, AVL List GmbH, Graz

Jahr

2025

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

H₂-Motoren bieten eine vielversprechende Lösung für die Verringerung von CO₂ Emissionen in anspruchsvollen Transportbereichen, wie z. B. im Fernverkehr und bei Off-Highway-Anwendungen. Im Vergleich zu benzinbasierten Kraftstoffen bietet Wasserstoff Vorteile wie eine hohe laminare Flammengeschwindigkeit, eine hohe Gesamtflammengeschwindigkeit und weite Zündgrenzen. Die sehr niedrige Mindestzündenergie stellt jedoch eine Herausforderung zur Umsetzung einer stabilen Verbrennung unter hohen Lasten dar, und der geringe Mindestlöschabstand führt dazu, dass Wasserstoffflammen näher zu den Brennraumwänden brennen, was zu höheren Wandwärmeverlusten führt. 

Da Hardware-Design und Konfiguration einen erheblichen Einfluss auf die vorzeitige Entzündung von Wasserstoff in H₂-Motoren haben, wird der Einfluss des Schmiermittels untersucht. In diesem Beitrag wird eine neuartige Methode vorgestellt, um den Einfluss des Schmiermittels auf die Vorentflammung zu getrennt zu betrachten, indem Öl präzise in einen Zylinder eines Sechszylinder-Nfz-Wasserstoffmotors zudosiert und die Häufigkeit und Intensität von Zylinderdruckspitzen gemessen wird. Mittels dieser Methode wurde der Einfluss verschiedener Schmierstoffadditive auf die Vorentflammung untersucht. Die Ergebnisse weichen von den Vorentflammungen bei niedrigen Drehzahlen (LSPI) in Ottomotoren mit Fremdzündung ab, was darauf hindeutet, dass sich die Vorentflammungsphänomene in H₂-Motoren wesentlich von den LSPI in Benzin-Direkteinspritzmotoren unterscheiden. Das Verständnis dieser Unterschiede in der Schmierstoffformulierung ist von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Schmierstoffen, die nicht nur die Intensität von Vorentflammungen in H₂-Motoren begrenzen, sondern auch verringern.

ISBN

978-3-9504969-4-9

DOI

https://doi.org/10.62626/wod3-6ztf Link kopieren

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