KÜS: Wichtiger Partner bei Forschungsprojekt zur CO2-Reduzierung

14. September 2009

Ausschließlicher Autogas-Antrieb erleichtert die Optimierung

Speziell entwickeltes Zündsteuergerät berücksichtigt höhere Klopffestigkeit

 

Auch bei herkömmlichen Ottomotoren lassen sich CO2-Emissionen deutlich reduzieren. Das zeigt das Forschungsprojekt CO2-100minus an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (HTW) in Saarbrücken. Im Labor von Prof. Dr.-Ing. Thomas Heinze und Prof. Dr.-Ing. Harald Altjohann werden drei auf Autogas umgerüstete Kleinwagen so optimiert, dass sie am Ende rund 20 Prozent weniger Kohlendioxid ausstoßen. Die KÜS ist zusammen mit anderen namhaften Industrieunternehmen Partner von CO2-100minus. Auf der IAA steht eines der Versuchsfahrzeuge – ein Peugeot 107 – auf dem Messestand der KÜS.

Das Projekt CO2-100minus schließt an v300plus an, bei dem ein ebenfalls mit Autogas betriebener und optimierter 1er BMW mit einer Geschwindigkeit von 303,6 km/h eindrucksvoll bewiesen hat, dass Flüssiggas getriebene Fahrzeuge keineswegs träge und langsam sein müssen. Im Gegenteil: Am Ende hatte der Motor sogar 10 Prozent mehr Leistung als mit Benzin. Auch hier war die KÜS schon Projektpartner.

Jetzt haben die Saarbrücker Professoren und ihre Studenten das Vorzeichen umgekehrt. Schon lange bevor der Bundestag mit der neuen Kfz-Steuer einen Grenzwert von 120 Gramm CO2 pro Kilometer festgelegt hatte, formulierten sie ein weit ehrgeizigeres Limit: Wir wollen unter 100 Gramm CO2 pro Kilometer kommen. Manifestiert im neuen Projektnamen CO2-100minus. Als Versuchsfahrzeuge wurden ein Fiat 500, ein Hyundai i10 (beide 119 Gramm CO2 im Benzinbetrieb) und ein Peugeot 107 (109 Gramm CO2) beim niederländischen Autogasanlagen-Hersteller und Projektpartner Vialle auf den auch LPG (Liquified Petroleum Gas) genannten Alternativkraftstoff umgerüstet. „Allein dadurch sparen wir schon 10 Prozent CO2 ein“, erklärt Prof. Heinze, der aber feststellen musste, dass die Homologationswerte der Hersteller für die Versuchsfahrzeuge „von der Stange“ in keinem Fall eingehalten wurden. Ihre CO2-Emissionen sind also in der Praxis höher als angegeben, was aber den Ehrgeiz des Forschers nur vergrößerte.

Von großer Bedeutung auf dem Weg unter die 100-Gramm-Grenze ist die Umrüstung der Versuchsfahrzeuge auf so genannten monovalenten Betrieb, also der Verzicht auf Benzin selbst in der Startphase. Bislang war der herkömmliche Ottokraftstoff für einen zuverlässigen Motorstart und einen ruckelfreien Warmlauf in der Startphase zwingend nötig. Dies wird möglich durch die flüssige Einspritzung des Autogases in das Ansaugrohr mit einem erhöhten Druck bis zu 15 bar. Dabei wird das LPG erst nach der Einspritzung durch die Entspannung gasförmig. In den meisten bisherigen Autogasanlagen wird dagegen ein Verdampfer eingesetzt, der erst durch das Kühlwasser auf Betriebstemperatur gebracht werden muss.

Die Monovalenz bringt gleich mehrere Vorteile. Zum einen entsteht gerade in den verbrauchsintensiven Minuten nach dem Motorstart nicht nur deutlich weniger CO2 als im Benzinbetrieb, auch Schadstoffe wie Stickoxide und Schwefeldioxid gehen drastisch zurück. Zum anderen kann der Motor auf die erheblich höhere Klopffestigkeit von Autogas (107 Oktan) gegenüber Benzin (95 Oktan) hin optimiert werden. Das geht so weit, dass in den Versuchsfahrzeugen die Verdichtung von 10:1 auf 11,5:1 erhöht werden soll.

Allein 3 bis 6 Prozent Kraftstoff- und damit auch CO2-Einsparung bringt ein eigens an der HTW entwickeltes Autogas-Zündsteuergerät. Nach dem Master-Slave-Prinzip greift es anders als ein Chip-Tuning nicht in die Original-Motorsteuerung des Herstellers ein, sondern liest deren Werte aus und gibt sie für Autogas optimiert weiter. Alle Maßnahmen an den Versuchsfahrzeugen sollen zusammen eine CO2-Reduzierung von über 20 Prozent bringen. „Wir werden das Projektziel – also einen CO2-Ausstoß von weniger als 100 Gramm pro Kilometer – erreichen“, ist sich Prof. Heinze schon jetzt ganz sicher.

„Die KÜS profitiert innerhalb des Projektes von der Zusammenarbeit mit den Fachleuten aus der Autogasbranche. Hier kommt viel technisches Know-how zu uns, das wir dann in die Aus- und Weiterbildung unserer Prüfingenieure einfließen lassen. Gleichzeitig bieten wir unser Wissen im Bereich der gesetzlichen Fahrzeugprüfungen an“, beschreibt KÜS-Bundesgeschäftsführer Peter Schuler den Nutzen seiner Sachverständigenorganisation am Projekt CO2-100minus. (www.projekt-co2-100minus.de)

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