Motivation und Zielsetzung
Wasserstoffverbrennung bietet eine treibhausgasneutrale und schadstoffarme Alternative zu konventionellen Brennstoffen und stellt insbesondere für größere Nutzfahrzeuge eine robuste und kostengünstige Option dar. Um künftige Emissionsgrenzwerte einhalten zu können, muss die Brennraumtemperatur durch starke Ladungsverdünnung gesenkt werden, ohne die Leistungsfähigkeit des Motors zu beeinträchtigen. Dies erfordert ein speziell angepasstes H₂-Brennverfahren sowie ein Aufladesystem, das den besonderen Anforderungen der Wasserstoffverbrennung gerecht wird. Voruntersuchungen zeigten, dass die notwendigen Druckverhältnisse mit einem konventionellen einstufigen Turbolader nicht erreicht werden können, was die Entwicklung neuer Aufladungskonzepte notwendig macht.
Das Projekt verfolgt daher das Ziel, ein Aufladesystem zu entwickeln, das aus einem Turbolader und einer zusätzlich elektrisch angetriebenen axialen Verdichterstufe besteht, welche den Betrieb im unteren Drehzahlbereich sowie nahe Volllast unterstützt. Am TFD wurde zunächst das grundlegende Aufladungskonzept ausgearbeitet, aktuell erfolgt die Vorauslegung zur Dimensionierung der Axialstufe. In einem nächsten Schritt werden numerische Untersuchungen durchgeführt, um die Eignung der axialen Verdichterstufe für die spezifischen Anforderungen der Wasserstoffverbrennung nachzuweisen. Die Ergebnisse liefern eine Grundlage für die anschließende technologische Umsetzung im Rahmen industrieller Entwicklungsprozesse.
Verantwortliches Institut
Das Projekt wird verantwortet durch das Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik.
Partnerinstitutionen
Das Projekt wird unterstützt durch das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Brennstoffzellen (ivb).
Das Projekt wird unterstützt durch die IAV.
