MethMag - Hocheffizienter Verbrennungsmotor mit innovativem Magerbrennverfahren in Verbindung mit Methan

Abstract

Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines hocheffizienten Verbrennungsmotors für den Einsatz in leichten Nutzfahrzeugen. Dieses Ziel wird durch ein innovatives Verbrennungsverfahren in Kombination mit synthetisch erzeugtem Methan erreicht. Die Kombination aus Saugrohreinspritzung und aktiver Vorkammerzündkerze soll eine stabile Verbrennung mit einem sehr mageren Gemisch mit Lambda größer als zwei ermöglichen. Die daraus resultierende schnelle Verbrennung mit niedrigen Verbrennungstemperaturen führt zu einem hohen thermischen Wirkungsgrad von mehr als 42 Prozent und sehr niedrigen Stickoxidemissionen. Der Verbrennungsprozess wird zunächst mittels Simulation ausgelegt und optimiert. Anschließende Einzylindertests bestätigen die Simulation und ermöglichen die Verifizierung der prognostizierten Betriebsbereiche und der damit verbundenen Wirkungsgrade. Um den Reifegrad der Technologie zu erhöhen, wird auch ein serientauglicher Mehrzylindermotor entwickelt und gebaut.

Aim of the research project is the development of a highly efficient internal combustion engine for application in light commercial vehicles. This goal is achieved by an innovative combustion process in combination with synthetically produced methane. The combination of intake manifold injection and an active prechamber spark plug should enable stable combustion with a very lean mixtures with lambda greater than two. The resulting rapid combustion with low combustion temperatures leads to a high thermal efficiency greater than 42 percent and very low nitrogen oxide emissions. The combustion process is initially designed and optimized via simulation. Subsequent single-cylinder tests confirm the simulation and enable verification of the forecast operating areas and the associated efficiency levels. To increase the level of technology maturity, a series-capable multi-cylinder engine is also being developed and built.