Öffentlich geförderte Projekte

Untersuchungen zur Schlammbildung im Motoröl

Titel:
Untersuchungen zur Schlammbildung im Motoröl beim Einsatz biogener Kraftstoffe
Kompetenzfeld:
Biokraftstoffforschung, Kraftstoffdesign, Abgasanalytik
Projektzeitraum:
01.09.2013 - 31.08.2017
Mittelgeber:
Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V.

Thematik

Wie entsteht die Schlammbildung von Motoröl beim Einsatz biogener Kraftstoffe und wodurch lässt sie sich reduzieren? Diese Forschungsfragen stehen im Mittelpunkt des Projekts. Dabei werden die Mechanismen der Ölschlammbildung untersucht, und zwar sowohl bei Grundölen als auch bei Kraftstoffen mit und ohne Additive. In den Versuchsreihen variiert die Konzentration der Modellsubstanzen, um so ihren Einfluss auf die Ölalterung zu ermitteln. Aufgrund der Analyseergebnisse können Zwischenprodukte und Reaktionswege identifiziert werden, die die Schlammbildung reduzieren. Diese ließen sich synthetisch erzeugen und den Kraftsoffen in verschiedenen Konzentrationen beifügen.

Untersuchung der Wechselwirkungsprodukte aus der Reaktion von hydriertem Pflanzenöl, Biodiesel und Dieselkraftstoff in Diesel R33-Formulierungen

Titel:
Untersuchung der Wechselwirkungsprodukte aus der Reaktion von hydriertem Pflanzenöl, Biodiesel und Dieselkraftstoff in Diesel R33-Formulierungen
Kompetenzfeld:
Biokraftstoffforschung
Projektzeitraum:
01.08.2015 - 31.12.2016
Mittelgeber:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

Thematik

Zwischen 2013 und 2015 wurde an der Hochschule Coburg der neue Kraftstoff Diesel R33 in 280 Fahrzeugen unterschiedlicher Abgasklassen getestet. Diesel R33 ist ein 33 %-iger biogener Kraftstoff, der zu 26 Prozent aus hydriertem Pflanzenöl (HVO), zu sieben Prozent aus Altspeiseölmethylester und zu 67 Prozent aus hochwertig additiviertem Dieselkraftstoff besteht. Der Kraftstoff erfüllt in allen Belangen die Dieselkraftstoffnorm EN 590. Im Projekt wurden auch zwei Fahrzeuge mit Diesel R33 auf Basis von Algen- und Hefeöl erprobt. Diese Öle stehen nicht in Flächenkonkurrenz zu Nahrungsmitteln und zeigen die Technologiebrücke auf, um die Teller-Tank-Trog-Diskussion langfristig zu beenden.
Der Einsatz von Diesel R33 im Fahrzeug senkt nahezu alle limitierten Abgaskomponenten. Die Stickoxide steigen jedoch leicht an. Allerdings blieben alle getesteten Fahrzeuge innerhalb der Abgasnormen. Auch die nicht limitierten Abgaskomponenten (Aldehyde und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) sowie die Mutagenität des Abgases wurden durch Diesel R33 abgesenkt. Ein bedeutender Vorteil von Diesel R33 ist sein klimaschonendes Potenzial: Im Betrieb mit Diesel R33 werden gegenüber fossilem Dieselkraftstoff 17 Prozent Treibhausgase eingespart.
Diesel R33 setzt sich aus mehreren Einzelkomponenten zusammen, deren Feinabstimmung in dem aktuellen Forschungsprojekt untersucht wird. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie der Kraftstoff auf extremen thermischen Stress reagiert, der deutlich höher ist als im konventionellen Straßenbetrieb. Auf diese Weise soll untersucht werden, ob und wie der Kraftstoff bei einer längeren Lagerzeit im Fahrzeugtank altert. Insbesondere in Plug-in Hybridfahrzeugen kann der Kraftstoff über Monate ungenutzt im Tank stehen, da das Fahrzeug seine Energie überwiegend aus elektrischer Energie bezieht. Hier darf es nicht zu Alterungsreaktionen kommen.
Es ist bekannt, dass fossile Kraftstoffe mit Biodiesel-Beimischungen zur Bildung von Ablagerungen und Schlämmen neigen, wenn die Lagerbedingungen ungünstig sind. Für Diesel R33 werden im Zuge des Projekts die Alterungsmechanismen untersucht, um im Rahmen eines „Feinschliffs“ die Lagerbeständigkeit zu erhöhen. Im Ergebnis kann Diesel R33 ein bevorzugter Kraftstoff für Elektrofahrzeuge mit Verbrennungsmotor werden. In diesem Sinn leistet das Projekt einen wesentlichen Beitrag zur Stärkung der Elektromobilität.

Entwicklung eines Handsensor-Funktionsmusters zur Qualitätskontrolle von Kraftstoffen

Titel:
Entwicklung eines Handsensor-Funktionsmusters zur Qualitätskontrolle von Kraftstoffen
Kompetenzfeld:
Kraftstoffforschung
Projektzeitraum:
15.10.2015 - 14.10.2018
Mittelgeber:
Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V.

Thematik

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Handsensors zur Erkennung der Art und der Qualität von Kraftstoffen. Dabei sollen Dieselkraftstoffe von Ottokraftstoffen fossilen und biogenen Ursprungs unterschieden werden. Darüber hinaus geht es um die Bestimmung der Kraftstoffgüte und des Alterungsgrads von Kraftstoffen. Neben einer direkten Messung ist ergänzend geplant, die Identifizierung von Kraftstoffart und Kraftstoffgüte datenbankgestützt durchzuführen. Bei unbekannten Kraftstoffproben soll es möglich sein, durch den Sensor eine Abschätzung zu erhalten, mit welchem bekannten Kraftstoff eine Probe am ehesten übereinstimmt. Wesentlich ist auch, dass der Sensor den Alterungszustand von Kraftstoffen erkennt. Dies ermöglicht einen Einsatz über die Automobilwirtschaft hinaus: Heizöle für Haushalte und Kraftstoffe für Netzersatzanlagen können damit ohne großen Aufwand auf ihre Güte untersucht werden. Der Verschlammung von Kraftstoff- und Heizöltanks wird damit deutlich vorgebeugt.

Untersuchung der Real Driving Emissions beim Einsatz von Biokraftstoffen

Titel:
Untersuchung der Real Driving Emissions beim Einsatz von Biokraftstoffen
Kompetenzfeld:
Biokraftstoffforschung, Abgasanalytik
Projektzeitraum:
01.04.2016 - 31.03.2019
Mittelgeber:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

Thematik

Die Abgaswerte von Autos werden bisher auf Rollenprüfständen ermittelt. Die dabei gemessenen Werte weichen zum Teil erheblich von denen im Realbetrieb auf der Straße ab. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden in den nächsten drei Jahren die Abgaswerte von Bio- und Sonderkraftstoffen im Realbetrieb getestet.

In Deutschland wird ab September 2017 ein neues Testverfahren zur Bestimmung der Abgaswerte von Autos für die Kfz-Hersteller Pflicht, das sog. Real Driving Emissions RDE. Dies ist ein Testzyklus, der mithilfe eines mobilen Testgeräts auf der Straße gefahren wird. Am Technologietransferzentrum Automotive der Hochschule Coburg TAC wendet man im Rahmen dieses Forschungsprojekts das neue Testverfahren insbesondere auf Sonder- und Biokraftstoffe an. In die Tests einbezogen werden Benzin- und Dieselfahrzeuge der Euro 6-Norm. Ziel ist es auch, auf Basis der erhaltenen Daten moderne Kraftstoffe zu entwickeln, die weniger Abgase emittieren. An dem Projekt wird auch ein Mitarbeiter im Rahmen seiner Doktorarbeit forschen.

Sensorik für Alterungszustand von Hydraulikölen während des Produktionsprozesses

Titel:
Entwicklung einer Sensorik zur Erfassung des Alterungszustandes von Hydraulikölen während des Produktionsprozesses
Kompetenzfeld:
Kraftstoffforschung, Sensorik
Projektzeitraum:
01.07.2016 - 30.06.2019
Mittelgeber:
Bayerische Forschungsstiftung

Thematik

Für deutsche Maschinenbauunternehmen wird die Überwachung ihrer Produkte auch nach der Inbetriebnahme immer wichtiger. So können sie ihren Kunden eine hohe Verfügbarkeit garantieren. Möglich machen dies eingebaute Sensoren. Beispielsweise können in China gewonnene Daten in Deutschland analysiert werden. Das Schlagwort für diese Entwicklung heißt „Industrie 4.0“.

Im Rahmen des Forschungsprojekts entwickelt das Technologietransferzentrum Automotive der Hochschule Coburg (TAC) erstmals gemeinsam mit der Industrie eine Sensorik, mit der sich der Hydraulikölzustand direkt im Anlagensystem erfassen lässt. Diese Entwicklung wird durch das Coburger Unternehmen Lasco Umformtechnik und den Spezialschmierstoffhersteller Bechem aus Hagen unterstützt. Zu Forschungszwecken stellt Lasco Umformtechnik dem TAC am Campus Friedrich Streib eine Hydraulikpresse zur Verfügung. Die Analytik und Weiterentwicklung des Hydrauliköls wird von dem Spezialschmierstoffhersteller Bechem unterstützt. In dem Projekt vereinen sich die Kompetenzen aus den Bereichen Maschinenbau, Analytik, Schmierstoffentwicklung und Sensortechnik. Ziel ist es, im Rahmen einer Doktorarbeit das kommunizierende Hydrauliköl 4.0 zu erforschen.

Entwicklung eines onboard-Kraftstoffsensors

Titel:
FHprofUNT 2015: BioFuelAlbSens – Entwicklung einer onbord-Sensorik zur Früherkennung von Ablagerungsbildungen in biodieselhaltigen Kraftstoffen
Kompetenzfeld:
Biokraftstoffforschung, Kraftstoffdesign, Abgasanalytik
Projektzeitraum:
01.11.2016 - 31.10.2019
Mittelgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen UFOP

Thematik

Um die weltweiten Klimaziele erreichen zu können, muss an vielen Stellschrauben „gedreht werden“. Ein Anknüpfungspunkt ist das Zusammenwirken des Kraftstoffs mit dem Motor. Die Abgaswerte und die motorische Verbrennung sowie die Abgasnachbehandlung sollen über den gesamten Lebenszyklus konstant gehalten werden. Gleichzeitig liegt in Europa eine sehr stark schwankende Kraftstoffqualität vor, die teilweise nicht mehr den Anforderungen moderner Fahrzeuge entspricht. Es ist daher notwendig, dass die Fahrzeuge den Kraftstoff schon beim Tanken erkennen und das Motormanagement anpassen können. Außerdem unterliegen insbesondere Mischkraftstoffe mit Biodieselanteil generell einer Degradation (Alterung) und es können sich Ablagerungen bilden.

Ziel des Projektes ist es erstens, den Kraftsoff und seinen Alterungsgrad beim Tanken zu erkennen. Zweitens soll der Degradationsgrad im Tank sensorisch bestimmt werden, bevor sich Ablagerungen gebildet haben. Drittens wird die Degradation mechanistisch und kinetisch untersucht. So entsteht ein tieferes Verständnis der Materie, als es heute in der Literatur bekannt ist. Auf dieser Basis werden Vorschläge zur Unterdrückung der Kraftstoffalterung bei Biodieselblends erarbeitet. Im Ergebnis soll ein Kraftstoffsensor entwickelt werden, der den Kraftstoff beim Tanken erkennt und im Fahrzeug den Grad der Kraftstoffalterung überwacht.