RCCI-Brennverfahren im Heavy Duty Motor mit einer Erdgas-Diesel Applikation

Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen, Bd. 5/2023

Frederik Eise

ISBN 978-3-8325-5725-6
120 pages, year of publication: 2023
price: 46.00 €
RCCI-Brennverfahren im Heavy Duty Motor mit einer Erdgas-Diesel Applikation

Beim RCCI-Verfahren (Reactivity Controlled Compression Ignition) werden mindestens zwei Kraftstoffe mit unterschiedlichen Reaktivitäten so im Brennraum gemischt, dass die Reaktivität für optimierte Verbrennungslagen und -dauern geregelt werden kann. Dabei wird ein Kraftstoff mit geringer Reaktivität in den Zylinder eingebracht, um dort ein möglichst homogenes Gemisch aus Kraftstoff, Luft und zurückgeführtem Abgas zu erzeugen. Ein Kraftstoff mit hoher Reaktivität wird vor der Zündung des vorgemischten Kraftstoffs direkt in den Brennraum eingespritzt.

Durch eine sinnvolle Auswahl der eingesetzten Kraftstoffpaarungen, sowie der jeweiligen Anteile kann der zeitliche Verlauf der Verbrennung an die benötigte Leistung bei gleichzeitiger Kontrolle der Verbrennungstemperaturen (NOx-relevant) und Luftverhältnisse (Ruß-relevant) angepasst werden. Durch eine Direkteinspritzung beider Kraftstoffe, entstand eine maximale Freiheit in der Applikation der Gemischbildung. Es wurde gezeigt, dass hauptsächlich der Homogenisierungsgrad des Diesels den Brennverlauf und die Emissionen beeinflusst. Durch stetige Substitution von CNG durch Diesel kann der Diesel-SOI immer weiter nach früh verschoben werden, was die Homogenisierung weiter verbessert. Um die Reaktivität dieses Gemischs zu kontrollieren, sind hohe Verdünnungsraten nötig. Eine Kombination aus einer Magerverbrennung und hoher AGR-Rate eliminiert zum einen die NOX-Emissionen und kontrolliert zum anderen die Brenndauer.