Innere Ablagerungen an Dieselinjektoren

Nicht-motorisches Testverfahren weiterentwickelt

Im Rahmen eines Forschungsprojektes haben die OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH und das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen an der TU Bergakademie Freiberg wichtige Erkenntnisse zur Weiterentwicklung eines nicht-motorischen Injektor-Prüfstands mitsamt Testzyklus hin zu einem schnellen, wiederholbaren, verlässlichen und kostengünstigen Testverfahren für Kraftstoffe und Additive gewonnen. Der Prüfstand dient zur Untersuchung und Aufklärung von Funktionsstörungen von Dieselinjektoren, die durch die Bildung innerer Ablagerungen (Internal Diesel Injector Deposits, IDID) entstehen. Der Injektor-Prüfstand ist eine realitätsnahe Nachbildung eines Kraftstoffleit- und Einspritzsystems für Common-Rail-Dieselfahrzeuge. Damit werden Einzeleinflüsse, wie die Temperatur im Bereich der Injektornadel, des Injektormagnetventils, des Kraftstoffs bei Eintritt in die Hochdruckpumpe und in den Injektor, die Einspritzmenge, -frequenz, und -druck, der Kraftstoff und die Injektorbauteile untersucht. Der eingespritzte Kraftstoff wird im Kreis geführt und wiederverwendet. Durch die Reorganisation der Methode und Optimierung des Prüfstands konnte die Prüflaufzeit um ein Drittel verringert und die benötigte Kraftstoffmenge von 60 auf 30 Liter halbiert werden.

Durch die In-situ-Degradation des Kraftstoffs im Prüfstand und die Wahl geeigneter Betriebsparameter konnten ohne Zugabe bewusst kritischer Komponenten wiederholbare relevante Ablagerungen auf Injektornadeln erzeugt werden, die zu Funktionsstörungen führten. Dadurch war feststellbar, unter welchen Betriebsbedingungen am Prüfstand innere Ablagerungen in Diesel-Injektoren entstehen können. Die Untersuchungen dieser Ablagerungen mit verschiedenen analytischen Verfahren ergaben, dass im Prüfstand erzeugte Ablagerungen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Injektorfunktion vergleichbar sind mit Ablagerungen aus dem Feld. Die Ergebnisse der Versuche entsprechen auch den Beschreibungen in der Fachliteratur.

Die Forschungsergebnisse könnten künftig dazu beitragen, dass das entwickelte nicht-motorische Analyseverfahren im Rahmen der No-Harm Anforderung an Kraftstoffadditive als Prüfkriterium für die Bildung von Ablagerungen unter verschiedenen technischen Bedingungen in Einspritzsystemen für Dieselkraftstoffe eingeführt wird. Bereits heute können mit dem Verfahren Dieselinjektoren kontrolliert mit IDID belegt werden, um anschließend motorische Versuche damit durchzuführen. Darüber hinaus kann die Testmethode bei der Entwicklung oder Verbesserung von Additiven und Kraftstoffen eingesetzt werden.

Das IGF-Vorhaben 18575 BG der Forschungsvereinigung Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. - DGMK, Überseering 40, 22297 Hamburg wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Das OWI ist eine unabhängige und gemeinnützige Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung forscht und entwickelt das OWI Konzepte und Technologien auf den Gebieten der energieeffizienten Nutzung flüssiger konventioneller und alternativer Brenn- und Kraftstoffe sowie innovativer Effizienztechnologien. Das Ziel sind technisch ausgereifte, treibhausgas- und emissionsarme Lösungen für die Wärmeerzeugung und Mobilität von Morgen. Das OWI ist ein An-Institut der RWTH Aachen und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören beispielsweise Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Thermoprozesstechnik.
Oel-Waerme-Institut gGmbH (OWI)
Michael Ehring
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