Entwicklung eines Wasserstoff-Direkteinspritzsystems als Nachrüstlösung für leichte Nutzfahrzeuge mit Dieselantrieb

Autoren

R. Golisano, F. C. Pesce, S. Trimboli, Dumarey Automotive Italia SpA, Turin; G. De Paz Alcolado, Horse Powertrain Ltd, Valladolid; O. Coureau, Renault Group, Guyancourt; P. Gaillard, Aramco Overseas, Paris

Jahr

2025

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff stellt eine der besten Alternativen für die vollständige Dekarbonisierung von Verbrennungsmotoren dar. Die Optimierung der H₂- Verbrennung zur maximalen Ausschöpfung des Kraftstoffpotenzials ist jedoch aufgrund der sehr besonderen Eigenschaften von H₂, wenn es in einem Motor eingesetzt wird, eine anspruchsvolle Aufgabe. 
Zu diesem Zweck wird hier ein neues, auf Magergemisch ausgelegtes Verbrennungssystem mit Direkteinspritzung vorgestellt das die Möglichkeit bietet, einen 2,3-Liter-Flachdeck-Dieselmotor nachzurüsten und im hocheffizienten Magergemisch-Fremdzündungsmodus zu betreiben. Es wird ein neues, speziell auf Verwirbelung basiertes Design vorgeschlagen, bei dem die Flat-Deck-Merkmale gegenüber dem Spender-Basismotor weitgehend unverändert bleiben. Es wird eine eingehende Untersuchung in der virtuellen Umgebung in Bezug auf Leistung, thermischen Wirkungsgrad und Schadstoffkriterien beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf der Fähigkeit liegt, ultra-magere und EGR-verdünnte Bedingungen ohne Verbrennungsanomalien wie Fehlzündungen, Frühzündungen und Klopfen zu erreichen. Die Autoren erörtern die Auswirkungen der wichtigsten Faktoren für die Verbesserung der Verbrennung und untersuchen mithilfe von 1D-Tools eingehend, wie sich ein solches neues Verbrennungskonzept bei dynamischen Übergangsphasen und in verschiedenen Fahrzyklen verhält, wenn ein Diesel-Nachbehandlungssystem übernommen wird. 
Die Studie zeigt das hohe Potenzial von Wasserstoff als Nachrüstlösung für leichte Nutzfahrzeuge mit Dieselantrieb auf, die dem Dieselmotor in Leistung und thermischem Wirkungsgrad absolut vergleichbar sind und ein ausgezeichnetes Emissionsverhalten aufweisen. Darüber hinaus ermöglichen die hohen konstruktiven Synergien mit dem ursprünglichen Dieselmotor eine kostengünstige Wiederverwendung vieler Komponenten, Fertigungsprozesse und Anlagen.

ISBN

978-3-9504969-4-9

DOI

https://doi.org/10.62626/sr6c-thq8 Link kopieren

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