Die folgenden Projekte werden aus EFRE-Mitteln gefördert. Der Lehrstuhl Fahrzeugtechnik und -antriebe bedankt sich beim Fördergeber für die Möglichkeit zur Realisierung der Vorhaben.


Moderne Abgasanalyseeinrichtung für zukünftige Emissionsgesetzgebungen

Die Emissionsgrenzwerte künftiger Antriebssysteme unterliegen stetig schärfer werdenden Abgasgesetzgebungen, was die Anforderung an die Analysetechnologien ebenfalls erhöht. Um bei diesen steigenden Anforderungen eine moderne Forschungsinfrastruktur im Bereich der Verbrauchs- und Emissionsmesstechnik aufrechterhalten und auf dem Stand der Technik bleiben zu können, ist die Investition in eine moderne Abgasanalyseeinrichtung notwendig.
Den Stand der Technik in der Abgasanalysetechnologie stellt zurzeit ein Mehrkomponenten-Abgasmesssystem mit einem FTIR (Fourier-Transform InfraRed) Spektrometer dar. Das FTIR-Spektrometer kann mehrere Gaskomponenten in Echtzeit verarbeiten und verwendet dabei einen weiten Bereich an infrarotem Licht, um simultan alle Spektralinformationen der Gasprobe zu ermitteln und daraus selektiv die Gaskomponenten zu analysieren. Die FTIR-Spektroskopie ermöglicht zeitaufgelöste Messungen der limitierten und auch nichtlimitierten Abgaskomponenten und ist somit sehr gut geeignet für die Untersuchung der dynamischen Vorgänge in Verbrennungsmotoren einschließlich der Emissionsbewertung.
Im Rahmen dieses Vorhabens erfolgt die Investition in ein modernes Mehrkomponenten-Abgasmesssystem, welches mobil sowohl an den vorhandenen Motoren- als auch am Abgasrollenprüfstand einsetzbar ist.

Modernes Motorindiziersystem für zukünftige Antriebskonzepte

Die hochdynamischen Vorgänge im Zylinder sowie im Ansaug- und Abgastrakt moderner, aufgeladener Downsizing-Motoren stellen bereits heute hohe Anforderungen an die Motorenmesstechnik. Mit einer weiteren Steigerung des effektiven Mitteldrucks zukünftiger hochaufgeladener Motorenkonzepte und mit dem Einsatz alternativer bzw. synthetischer Kraftstoffe steigen auch die Anforderungen an Indiziersysteme in den Bereichen Leistungsfähigkeit und Echtzeitberechnung. Um bei diesen steigenden Anforderungen eine moderne Forschungsinfrastruktur im Bereich der detaillierten Verbrennungs- und Brennverlaufsanalyse aufrechterhalten und auf dem Stand der Technik bleiben zu können, ist die Investition in ein modernes Indiziersystem notwendig.
Den Stand der Technik in diesem Bereich stellen zurzeit leistungsstarke Indiziersysteme dar, die modular konzipiert sind und sowohl in die Prüfstandumgebung integriert werden als auch mit anderen Geräten kommunizieren können. Solche Komplettsysteme bestehen grundlegend aus einem Datenerfassungsmodul und einer dazugehörigen Software für die Auswertung und Analyse der Messsignale in Echtzeit. Die Druckverläufe in den einzelnen Zylindern sowie im Ansaug- und Abgastrakt können über gekühlte oder ungekühlte Drucksensoren mit Hilfe eines Winkelmarkengebers kurbelwinkelaufgelöst aufgezeichnet werden.

Wasserstoff-Versuchsfahrzeug mit Fahrzeugmesstechnik

Kohlenstoff-Dioxid-Emissionen (CO2-Emissionen) aus dem Straßenverkehr machen etwa 11% der gesamten, anthropogen verursachten CO2-Emissionen aus und tragen demnach signifikant zum Klimawandel bei. Sie fallen bei Verbrennung kohlenstoffhaltiger Verbindungen an. Stammen diese Verbindungen aus fossilen Energieträgern wie Erdöl, Erdgas oder Kohle kann der sog. CO2-Kreislauf; im Gegensatz zu regenerativ erzeugten Verbindungen; nicht geschlossen werden. Regenerativ erzeugte Energieträger für Kraftfahrzeuge sind jedoch derzeit nur im Labormaßstab verfügbar. Werden dagegen kohlenstofflose Verbindungen benutzt, entfällt die CO2-Emission bei der Verbrennung komplett, man spricht von De-Karbonisierung. Sie ist also für den Straßenverkehr ein wichtiger Baustein zur Minderung der anthropogen bedingten CO2-Emissionen. Neben den derzeit stark geförderten, batterieelektrischen Antrieben existieren weitere Möglichkeiten, Fahrzeuge lokal emissionsfrei anzutreiben. Eine davon ist der Betrieb mit Wasserstoff H2, der als Energieträger für Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren dienen kann. Für beide Antriebsarten, Brennstoffzelle und Verbrennungsmotor, besteht für den Betrieb mit Wasserstoff erhebliches Forschungs- und Entwicklungspotential. Wasserstoff kann als Energieträger in sog. geschlossenen Kreisläufen verwendet werden, d.h. regenerativ erzeugter Wasserstoff; z.B. aus Stromüberschüssen an Windrädern oder Photovoltaikanlagen elektrolytisch erzeugt; kann bei Bedarf mittels Brennstoffzelle wiederum in Elektroenergie gewandelt werden oder aber im vorhandenen Erdgasnetz oder lokalen Druckspeichern zur weiteren Verwendung gespeichert werden. Nach der Wandlung (im Fahrzeug: Brennstoffzelle oder Verbrennungsmotor) entsteht Wasserdampf, aus dem wiederum Wasserstoff gewonnen werden kann, damit ist der Kreislauf geschlossen. Das steht im drastischen Gegensatz zu den derzeit dominierenden, fossilen Energieträgern Erdöl, Erdgas und Kohle, deren Ressourcen außerdem in absehbarer Zeit erschöpft sein werden. Damit hat Wasserstoff das Potential, ein ständig in beliebigen Mengen verfügbarer, umweltneutraler Energieträger zu sein. Im Projekt wird ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle mit weiterer Messtechnik ausgestattet und im öffentlichen Straßenverkehr, auf Versuchsgeländen und auf dem lehrstuhleigenen Rollenprüfstand untersucht, um Verbesserungspotentiale zu erkennen und Energie-Gesamtbilanzen zu erstellen.

Wasserstoff-Infrastruktur für Motorenprüfstand

Die Dekarbonisierung des Straßenverkehrs ist ein wichtiger Baustein zur Minderung der anthropogen bedingten CO2-Emissionen. Neben den derzeit stark geförderten, batterieelektrischen Antrieben existieren weitere Möglichkeiten, Fahrzeuge lokal emissionsfrei anzutreiben. Eine davon ist der Betrieb mit Wasserstoff H2, der als Energieträger für Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren dienen kann. Für beide Antriebsarten, Brennstoffzelle und Verbrennungsmotor, besteht für den Betrieb mit Wasserstoff erhebliches Forschungs- und Entwicklungspotential. Wasserstoff kann als Energieträger in sog. geschlossenen Kreisläufen verwendet werden, d.h. regenerativ erzeugter Wasserstoff; z.B. aus Stromüberschüssen an Windrädern oder Photovoltaikanlagen elektrolytisch erzeugt; kann bei Bedarf mittels Brennstoffzelle wiederum in Elektroenergie gewandelt werden oder aber im vorhandenen Erdgasnetz oder lokalen Druckspeichern zur weiteren Verwendung gespeichert werden. Nach der Wandlung (im Fahrzeug: Brennstoffzelle oder Verbrennungsmotor) entsteht Wasserdampf, aus dem wiederum Wasserstoff gewonnen werden kann, damit ist der Kreislauf geschlossen. Das steht im drastischen Gegensatz zu den derzeit dominierenden, fossilen Energieträgern Erdöl, Erdgas und Kohle, deren Ressourcen außerdem in absehbarer Zeit erschöpft sein werden. Damit hat Wasserstoff das Potential, ein ständig in beliebigen Mengen verfügbarer, umweltneutraler Energieträger zu sein. Im Projekt wird einer von fünf bestehenden Motorenprüfständen mit Wasserstoff-Infrastruktur ausgerüstet, so dass Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowohl mit H2-betriebenen Brennstoffzellen als auch mit Verbrennungsmotoren möglich sind.

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