Klima- und Höhensimulationsprüfstand für Motoren an der Hochschule Karlsruhe in Betrieb genommen

Das Forschungsprojekt „Bio-Gerätebenzin für Kleinmotoren“ wurde in Kooperation zwischen dem Institut für Katalyseforschung und -technologie des KIT, des Instituts für Energieeffiziente Mobilität (IEEM) der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft, der MOT Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft für Motorentechnik, Optik und Thermodynamik mbH und der Andreas Stihl AG & Co. KG in Waiblingen durchgeführt.

Sein Schwerpunkt lag auf der Entwicklung von Bio-Gerätebenzinen speziell für den Einsatz in Kleinmotoren wie z. B. in handgeführten Arbeitsgeräten, die ausschließlich auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt werden.

Vor deren Markteinführung gilt es auch ihren Einsatz bei üblichen Klimabedingungen wie beispielsweise der Holzernte im Winter und in großen Höhen (Arbeiten in den Bergen) zu untersuchen.

Durch Mittel des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (Projektträger FNR) von rund 300 000 € konnte dazu am IEEM ein Klima- und Höhensimulationsprüfstand entwickelt und aufgebaut werden, an dem die Motoren und Geräte im Temperaturspektrum von arktischer Kälte (-20 °C) bis zu tropischer Hitze (+40 °C) sowie hinsichtlich der Luftdruckbedingungen entsprechend bis zu 3 000 m Höhe untersucht werden können.

Zum erfolgreichen Abschluss des Forschungsprojekts „Bio-Gerätebenzin für Kleinmotoren“ konnte am heutigen 15. November 2018 der neue Klima- und Höhensimulationsprüfstand für Motoren und Geräte am IEEM der Hochschule Karlsruhe an ihrer Außenstelle auf dem Hochschulcampus Bruchsal feierlich in Betrieb genommen werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bereitstellung von Energie für Kleinmotoren in Form eines Gerätebenzins aus nachhaltigen Rohstoffen, beispielsweise aus Reststoffen. Das eröffnet neue Nutzungsmöglichkeiten von bisher minderwertigen Nebenprodukten aus der Landwirtschaft und eröffnet ihr sogar neue Marktfelder. Bisher ist kein biobasiertes Gerätebenzin verfügbar.

Traditionell stammen die Anwender solcher Kleingeräte wie Motorsägen, Mähern, Laubbläsern etc. aus der Forst- und Landwirtschaft, sodass für die Verwendung von nachhaltigen Rohstoffen ein hohes Marktpotenzial für biobasiertes Gerätebenzin besteht.

Es trägt gleich durch mehrere Faktoren zum Schutz von Umwelt und Klima bei: Minderung des Verbrauchs von fossilen Rohstoffen als Kraftstoff, CO2-Emissionsminderung durch den Einsatz pflanzlicher Rohstoffe und durch kurze Produktionswege (lokale Produktion). Das Projekt ermöglicht zudem eine neue Verwendungsmöglichkeit nachwachsender Rohstoffe und Reststoffe außerhalb des Nahrungsmittelsektors.

Der neue Klima- und Höhensimulationsprüfstand für Motoren und Geräte am IEEM wird dazu eingesetzt, das Betriebsverhalten von neu formulierten Biokraftstoffen im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen in Kleinmotoren zu untersuchen. Hierbei ist die Überprüfung des Startverhaltens, der Leistung sowie der Emissionen von zentraler Bedeutung, um neue Kraftstoffe auf dem Markt einführen zu können und eine hohe Akzeptanz beim Kunden sicherzustellen.

Für diese Untersuchungen ist es erforderlich, die weltweit jahreszeitlich bei den Nutzern vorliegenden klimatischen Bedingungen einstellen zu können. Die Änderungen im Start-, Leistungs- und Emissionsverhalten geben Aufschluss darüber, wie gut der Kraftstoff mit dem jeweiligen Motor bei unterschiedlicher Belastung harmoniert. Die Bedienung der Geräte innerhalb der geschlossenen Kammer erfolgt über eine eigens entwickelte, modular aufgebaute Fernsteuerung, die die Handbewegungen des Gerätenutzers nachstellt.

„Der neue Klima- und Höhensimulationsprüfstand für Motoren und Geräte an unserem Institut erlaubt uns“, so Prof. Dr. Maurice Kettner, neben Prof. Dr. Peter Neugebauer, Prof. Dr. Reiner Kriesten und Prof. Dr. Philipp Nenninger einer der vier Leiter des IEEM, „das komplexe Zusammenspiel zwischen neu entwickelten Biokraftstoffen und dem Motorverhalten in der Simulation alltäglicher Anwendungen zu bewerten und damit zu optimieren.

In Bezug auf CO2-Emissionen und Nachhaltigkeit können wir damit im breiten Anwendungsfeld der Kleingeräte die Einführung von Biokraftstoffen unterstützen, die aus regenerativen Rohstoffen, die nicht im Wettbewerb mit Nahrungsmitteln produziert werden, einen völlig neuen Ansatz verfolgen. So können wir mit modernster Wissenschaft einen wesentlichen Beitrag zum aktiven Umwelt- und Klimaschutz leisten.“

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