MOTORTECHNIK

TU Wien arbeitet an Dieselmotor mit eigenem Bio-Ethanol-Brennverfahren

Durch den Einsatz von Bioethanol sollen Dieselmotoren effizienter werden und dadurch Emissionen reduzieren können. Techniker der TU Wien entwickeln aktuell ein neues Brennverfahren mit dem dieses Ziel realisiert werden soll.

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Ein Dieselmotor, der mit über 70 Prozent Bioethanol betrieben werden kann, wurde an der Technischen Universität (TU) Wien entwickelt. Zum Einsatz kommt dabei ein neues Brennverfahren, bei dem der "Diesel wie eine Zündkerze für das Bioethanol wirkt", so Bernhard Geringer vom Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der TU Wien.

Treibstoff aus Pflanzen

Bioethanol wird überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, vor allem zucker- beziehungsweise stärkehaltigen Feldfrüchten wie Zuckerrüben, Getreide, Mais oder Kartoffeln. Der Vorteil ist, dass das bei der Verbrennung von Bioethanol freigesetzte CO2 zuvor von den Pflanzen aus der Atmosphäre aufgenommen wurde.

Kritisch wird unter anderem die Flächenkonkurrenz zur Lebensmittelproduktion gesehen. Bioethanol wird in einigen Ländern schon lange Benzin beigemengt. "In Dieselmotoren war das bisher aber nur in minimalem Ausmaß möglich", so Geringer. Denn bei größeren Ethanol-Anteilen kommt es zu Problemen mit der Zündung.

Details zum Verbrennungsprozess

Bei dem von Geringer und seinem Team entwickelten sogenannten Dual-Fuel-Brennverfahren wird das Bioethanol nicht dem Dieselkraftstoff beigemengt, sondern muss in einem separaten Tank gelagert werden. Würde man das Bio-Ethanol einfach in den Diesel-Tank mischen, käme es zu Problemen mit der Zündung. Wie bei einem gewöhnlichen Dieselmotor wird die Maschine durch einen direkteingespritzten Dieselstrahl gezündet. 

„Zusätzlich wird bei unserem Modell aber zur Ansaugluft noch vor dem Motor der alkoholische Kraftstoff beigemischt. Er wird dann von der Diesel-Zündung mitgezündet. Gewissermaßen wirkt der Diesel wie eine Zündkerze für das Bioethanol“, so der Motorenexperte.

© TU Wien

Bis zu 70 Prozent des Dieselkraftstoffs ersetzbar

In Untersuchungen zeigte sich, dass bis zu 70 Prozent des Dieselkraftstoffs durch Bioethanol ersetzt werden können - und das bei positiven Auswirkungen auf die Motoreffizienz und die CO2-Emissionen. Der Wirkungsgrad des Motors verbesserte sich nach Angaben der Wissenschafter im Vergleich zum fossilen Diesel im Mittel um zwei Prozent und maximal um sechs Prozent.

Berücksichtigt man noch die CO2-Bilanz von Bio-Ethanol, verminderten sich die CO2-Emissionen im Mittel um 31 Prozent und maximal um 39 Prozent. Zudem wurde in allen Motor-Lastbereichen eine signifikante Reduktion der Rußmasse und der Feinstaub-Partikelanzahl festgestellt.

Notwendige Ergänzung beim Einsatz von Elektromotoren

Geringer verweist auf die vielen Einsatzbereiche, wo Elektromobilität ihre Grenzen habe und man auf Diesel-Motoren kaum verzichten könne, etwa bei Lkw oder Traktoren. „Mit unserer Dual-Fuel-Technologie könnte man gerade in diesen Bereichen hervorragend die Nachhaltigkeit und das Emissionsverhalten deutlich verbessern“, so der Motorenentwickler. 

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