Ruß entsteht nicht nur in Dieselmotoren

Wird der Kraftstoff unmittelbar in den Brennraum eingespritzt, kann der Benzinverbrauch von Ottomotoren am deutlichsten gesenkt werden. So jedenfalls lautet die Einschätzung vieler Experten, die nach Sparkonzepten für technische Verbrennungsprozesse suchen. Wieviel Ruß dieses Verfahren erzeugt, weiß jedoch bisher niemand. Der Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT) der Universität Erlangen-Nürnberg unter der Leitung von Prof. Dr. Alfred Leipertz und die Erlanger ESYTEC Energie und Systemtechnik GmbH, die dieses Problem gemeinsam angehen, erhalten dazu bis zu 611.200 Euro Unterstützung von der Bayerischen Forschungsstiftung.

Ruß ist einer der bekanntesten und am meisten gefürchteten Schadstoffe im Abgas von Kraftwagen. Eingeatmete Rußflocken können sich in der Lunge ablagern und krankhafte Veränderungen fördern. An Dieselmotoren werden die Wirkmechanismen von Rußbildung und -abbrand seit vielen Jahren untersucht. Im Jahr 2001 hat der LTT Erlangen ein Großprojekt zur Schadstoff- und Verbrauchsminderung bei modernen Dieselmotoren abgeschlossen, das sieben weitere Kooperationspartner einbezog und ebenfalls von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert wurde. Dabei ergab sich, dass nicht unbedingt mehr Stickoxide ausgestoßen werden müssen, wenn weniger Ruß entsteht. Neben der Betriebstemperatur ist die Durchmischung wichtig für den Rußanteil, der nicht verbrennt und als Schadstoff übrig bleibt.

Die Rußproblematik, die vom direkteinspritzenden Dieselmotor bekannt ist, ist auch bei der Benzindirekteinspritzung zu beachten; allerdings liegt der Ausstoß auf deutlich niedrigerem Niveau. Durch die Kombination mehrerer Lasermessverfahren sollen Ursachen und Einflussgrößen innerhalb des Motors, zum Teil auch beim Austritt aus dem Motor erfasst werden. Im Zentrum steht die Absicht, Zusammenhänge zwischen der Rußbildung und der Kraftstoffverteilung zum Zündzeitpunkt bzw. während der Entflammungsphase aufzudecken. Außerdem soll festgestellt werden, ob bei der Verbrennung in Benzinmotoren dieselbe „Schere“ klafft, die es erschwert, Stickoxid- und Rußabgabe gleichzeitig zu minimieren.

Insgesamt hat das Projekt ein Volumen von rund 1,35 Millionen Euro. Rund 165.000 Euro bringt die Firma ESYTEC als Eigenbeteiligung ein. Die BMW AG München steuert 400.000 Euro zur Finanzierung bei, die Robert Bosch GmbH Stuttgart ist mit knapp 160.000 Euro beteiligt.

Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Alfred Leipertz
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik
Telefon 09131/ 85 – 29900 
sek@ltt.uni-erlangen.de