Potentiale der synthetischen Kraftstoffe Oxymethylenether und Dimethylether zur Realisierung klimaneutraler, schadstoffarmer sowie vereinfachter Dieselmotoren

Die synthetischen Kraftstoffe Dimethylether und Polyoxymethylendimethylether (POMDME oder OME) sind vielversprechende sauerstoffhaltige Dieselkraftstoffe mit dem Potential, den wachsenden Ansprüchen an CO2-Neutralität, Luftreinhaltung sowie Nachhaltigkeit gerecht zu werden. Die vorliegende Arbeit stellt eine ausführliche Charakterisierung des Emissions- sowie Verbrennungsverhalten dieser potentiell klimaneutralen Kraftstoffe dar. Der Schwerpunkt lag auf experimentellen Untersuchungen an einem Heavy Duty Einzylinder-Forschungsmotor, bei denen das motorische Verhalten von DME / OME bei Variation verschiedener Applikationsparametern untersucht wurde. Dadurch wurden die Herausforderungen sowie Potentiale bei Verwendung dieser Kraftstoffe detailliert erforscht. Dabei wurden sowohl verschiedene Blends mit konventionellem Dieselkraftstoff als auch DME / OME in Reinform betrachtet. Zunächst wurde ein für konventionellen Dieselkraftstoff optimiertes Einspritzsystem verwendet. Erst in einem zweiten Schritt wurde das Einspritzsystem entsprechend der physikochemischen Eigenschaften von DME / OME ausgelegt. Zur Findung einer optimalen Düse für DME / OME wurde eine Variation der geometrischen Düsenparameter durchgeführt. Das Verständnis der experimentellen Beobachtungen wurde durch eine auf einem nulldimensionalen Modell basierenden thermodynamischen Analyse gestützt. Zudem wurden Kennwerte anhand der physikochemischen Kraftstoffeigenschaften berechnet, um daraus eine theoretische Bewertung dieser Kraftstoffe abzuleiten.