Wasserstoffbetriebener Ottomotor – Hohe Leistung, keine Emissionen

Autoren

Dipl.-Ing. V. Bevilacqua, A. Gallo MSc, Dipl.-Ing. M. Böger, Porsche Engineering Services GmbH, Bietigheim-Bissingen:

Jahr

2022

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Zur weiteren Reduzierung der Treibhausgasemissionen des Verkehrssektors entwickeln Porsche und Porsche Engineering in einem Dreiklang neben sauberen und effizienten Verbrennungsmotoren Hybridsysteme und reine Elektroantriebe sukzessive weiter. Als Alternative zu konventionellen und mit regenerativer Energie synthetisch hergestellten Kraftstoffen kann auch H2 für den Einsatz in Verbrennungsmotoren in Betracht gezogen werden. Um das Potenzial eines solchen H₂-Verbrennungsmotors auch für Hochleistungsanwendungen abschätzen zu können, hat sich Porsche Engineering die Aufgabe gestellt, die Studie eines H₂-Motors zu entwickeln. Dieser soll über Leistung und Drehmoment auf dem Niveau aktueller Hochleistungs-Ottomotoren verfügen, dabei einen hohen Wirkungsgrad besitzen und Emissionswerte auf Umgebungsluftniveau („Zero Emissions“) bieten. Auf Basis eines ausgeführten 4,4-l-Achtzylinder-Ottomotors mit Biturboaufladung, Direkteinspritzung und variablen, zylinderindividuellen Steuerzeiten am Ein- und Auslass hat Porsche Engineering einen H₂-Motor mit innovativem E-Turbolader mit Back-to-Back-Verdichteranordnung und Ladeluft-Zwischenkühlung entwickelt. Aufgrund einer besonders mageren und damit kalten Verbrennung liegt das NO_x-Rohemissionsniveau („Engine out“) über dem gesamten Drehzahl-/Lastbereich auf Umgebungsluftniveau. Ohne weitere Abgasnachbehandlung erfüllt der Motor damit die WLTP-Vorgaben und unterschreitet die erwarteten Grenzwerte der künftigen Euro-VII-Norm deutlich. Parallel bietet er einen sehr geringen Kraftstoffverbrauch und ermöglicht durch seine hohe Motorleistung eine Fahrdynamik auf dem Niveau heutiger Hochleistungs-Ottomotoren. Bezogen auf den Luftqualitätsindex, der ein Maß für die Schadstoffbelastung der Luft ist, erfüllt der H -Motor die Vorgaben der besten Kategorie. Damit hat er de facto keine Auswirkungen auf die Schadstoffkonzentration in der Luft.

ISBN

1920-2323-23-1

Anzahl der Seiten

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