Common-Rail-Kraftstoff-Wasser-Emulsion
Projektbeschreibung
Im Rahmen dieses Vorhabens wurden ein für die Bereitstellung von Kraftstoff-Wasser-Emulsion in Common-Rail-Systemen geeignetes Kraftstoffsystem sowie zwei Lösungen für Injektoren erarbeitet, die im Common-Rail-Verfahren Kraftstoff-Wasser-Emulsion in Dieselmotoren einspritzen können.
Als Mischeinrichtung wird ein im Aufbau einfacher und wartungsarmer Venturimischer eingesetzt, bei dem ein Kraftstoff-Treibstrahl der Emulsionsbildung mit dem ebenfalls unter Druck anliegenden Wassers dient. Die Auslegung erfolgte mit 1D- und 3D-Werkzeugen. Versuche am Einspritzprüfstand und am Motor bestätigten die gute Qualität der entstehenden Emulsion.
Weiterhin wurde im Rahmen des Projektes ein Common-Rail-Injektor im besonders für Kavitationsverschleiß anfälligen Pilotventil geometrisch und materialtechnisch modifiziert. Dadurch konnte seine Laufzeit mit extern gemischter Kraftstoff-Wasser-Emulsion ohne Ausfall um ein Mehrfaches gesteigert werden. In Motorversuchen wurden mit diesem Injektor Wasserraten bis 60 % Wasser gefahren und dabei die enormen Reduktionspotenziale für die Emissionen von Stickoxiden und Partikeln nachgewiesen.
Die gewonnen Erkenntnisse mündeten in die Entwicklung eines weiteren Injektors, bei dem die Emulsion innerhalb des Injektors erzeugt und das gefährdete Pilotventil mit reinem Dieselkraftstoff versorgt wird. Das Prinzip verspricht die höchsten Potenziale beim Betrieb mit Kraftstoff-Wasser-Emulsion und wird auch bei transientem Motorbetrieb Vorteile bieten. Ein Prototyp bewies auf dem Einspritzprüfstand seine grundsätzliche Funktionsfähigkeit.