Der wachsende Mobilitätsbedarf, die Knappheit fossiler Ressourcen sowie das steigende Umweltinteresse der Bevölkerung spannen ein gesellschaftlich stark diskutiertes Spannungsfeld auf, in dem die Forschungsgruppe agiert. Die Niedertemperatur-Verbrennung (NTV) stellt ein vielversprechendes Konzept dar, in diesem Spannungsfeld mehr Nachhaltigkeit zu schaffen.
Einer großflächigen technischen Nutzung von NTV-Prozessen stehen bisher vor allem ein instabiles Prozessverhalten, insbesondere im transienten Betrieb, und der nur eingeschränkte Kennfeldbereich der NTV gegenüber. Übergreifendes Ziel ist weiterhin die Stabilisierung der Verbrennungsprozesse zur Sicherstellung eines hohen Wirkungsgrades und niedriger Emissionen sowie die Erweiterung des Kennfeldbereichs in hohe und niedrige Teillast durch Anwendung innovativer Multiskalenregelansätze. Um das Brennverfahren in Fahrzeugmotoren anwenden zu können, müssen sämtliche transiente Vorgänge zuverlässig beherrscht werden.
In der ersten Förderperiode ist es der Projektarbeitsgruppe nach der Entwicklung der fundamentalen Methoden bereits gelungen, das hohe Potential des vorgeschlagenen optimierungsbasierten Multiskalenregelungskonzepts in Hinblick auf Wirkungsgradsteigerungen und der Reduktion von Rohemissionen aufzuzeigen.
Die FOR 2401 beabsichtigt daher, an ihrer Strategie für die weiteren Vorhaben festzuhalten. Für die Leistung eines signifikanten Beitrags zur technischen Nutzbarmachung der NTV sind daher die folgenden Hauptziele relevant:
- Aufbau von Grundlagenverständnis der NTV-Prozesse
- Multiskalen-Regelungsmethodik inklusive maßgeschneiderter Algorithmen
- Integration der Luftpfadregelung in die Multiskalenregelung
- Systemidentifikation durch neue Sensorkonzepte
- Maßgeschneiderte Messalgorithmen für den experimentellen Modellabgleich
- Potential der Kopplung von NTV mit regenerativen Kraftstoffen
Die Organisationsstruktur der interdisziplinären Forschungsgruppe ist hier näher beschrieben.