2019

LEANition – Gespülte Vorkammerzündsysteme für neuartige PKW-Brennverfahren

Im Projekt „LEANition“ sollen die Möglichkeiten und Grenzen einer gespülten Vorkammerzündung in PKW-Ottomotoren aufgezeigt werden. Die Vorkammer ist ein kleiner Zündraum um die Zündkerze, der durch Übertrittskanäle mit dem Brennraum verbunden ist und zusätzlich zum Ladungswechsel mit dem Hauptbrennraum aktiv mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird.

Dem Antrag liegt die Innovation zugrunde, das notwendige Gemisch zur Versorgung der Vorkammer aus dem konventionellen Benzintank oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zu entnehmen. Dort liegt eine sehr kraftstoffreiche Gasatmosphäre vor. Die Vorkammerzündung zeigt das Potenzial zu deutlich reduziertem Kraftstoffverbrauch im Teillastbereich bei gleichzeitiger Reduzierung der NOx-Emissionen durch den Einsatz homogen magerer Gemische (Lambda = 2) oder hoher Restgasanteile (AGR >= 30 %). Die hohe Zündenergie der Vorkammer stellt dabei die Entflammung dieser zündunwilligen Gemische sicher.

Aktive Vorkammerzündungen sind bei großen Gasmotoren bekannt, aber bisher nicht in PKW umsetzbar. Die Nutzung des bereits verfügbaren Kraftstoffs ermöglicht eine Umsetzung von Vorkammerzündungen in PKW-Antrieben. Die Partner streben an, ein tiefes Verständnis für die Vorkammerzündung zu generieren und damit die Basis für die Entwicklung eines neuartigen Brennverfahrens zu legen.

Durch die Vorstudie konnte nachgewiesen werden, dass die Anreicherung der Vorkammer über die Nutzung der Gase im Tank möglich ist.


Nutzerorientierte Elektromobilität – NEmo

Allen technischen Innovationen zum Trotz sind die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen bei weitem nicht ausreichend, um die weltweiten Klimaziele zu erreichen. Die Hauptursachen werden nach wie vor in den hohen Kosten und der geringen Reichweite gesehen, die insbesondere wegen der noch nicht vollständig ausgeschöpften Wirkungsgradpotenziale im elektrischen Antriebsstrang und einer unzuverlässigen Reichweitenprognose des Gesamtfahrzeugs ungelöst bleiben.


SmartB4P – Smarte Batteriesteuerung für die Produktion

Produzierende Unternehmen können die im Zuge der Energiewende steigenden Strompreise durch die Nutzung von Strom aus eigenen Erzeugungsanlagen abfedern. Aufgrund der fluktuierenden Erzeugungsleistung von erneuerbaren Energiequellen ist eine zusätzliche Synchronisation von Energieverfügbarkeit und -verbrauch erforderlich. Das Vorhaben „SmartB4P" befasst sich daher mit der Erforschung einer neuartigen Betriebsstrategie von Batteriespeichern für den Einsatz bei produzierenden Unternehmen, die das Laden bzw. Entladen situativ und unter Berücksichtigung der Batteriealterung sowie der stochastischen Randbedingungen wie Wetter oder Produktionsauslastung steuert.

Das System soll den Eigenverbrauch an Produktionsstandorten mit unternehmenseigenen regenerativen Stromerzeugungsanlagen erhöhen sowie kostspielige Lastspitzen verhindern und auf diese Weise die Stromkosten nachhaltig reduzieren. Um trotz der zahlreichen stochastischen Einflussfaktoren eine möglichst optimale Betriebsstrategie abzuleiten, wird dabei auf Methoden der Künstlichen Intelligenz und des Maschinellen Lernens, insbesondere bestärkende Lernverfahren (engl. Reinforcement Learning), zurückgegriffen. Zudem sollen temporär abschaltbare Verbraucher der Produktion in die Betriebsstrategie der Batterie integriert werden, um dadurch ein optimales Lastmanagement zu betreiben.


Vorstudie zur Kraftstoffversorgung gespülter Vorkammerzündsysteme (LEANition)

Die Vorkammer ist ein kleiner Zündraum um die Zündkerze, der durch Übertrittskanäle mit dem Brenn-raum verbunden ist und zusätzlich zum Ladungswechsel mit dem Hauptbrennraum aktiv mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird. Speziell im Teillastbereich kann so ein effizientes und schadstoffarmes Brennverfahren mit stark verdünnter Ladung (homogen mager oder hohe Restgasanteile) ermöglicht werden, welches mit konventioneller Funkenzündung keinen stabilen Motorbetrieb ermöglicht.


2018

Alternative Schaltelemente für Automatikgetriebe

Die Reduzierung von CO2-Emissionen ist ein großes volkswirtschaftliches Ziel, das von Automobil und Zuliefererindustrie angestrebt wird. Auch moderne Automatikgetriebe bergen Einsparpotenziale. Schleppverluste, die von Schleppmomenten geöffneter Lamellenkupplungen verursacht werden, sowie der Energiebedarf der Aktorik sind wesentliche Bestandteile der Verluste eines Stufen-Automatikgetriebes. Maßgeblicher Faktor zur Reduzierung der Schleppmomente ist unter anderem die Verringerung der Reibflächen der nasslaufenden Lamellenkupplungen, was wiederum zu geringeren möglichen Reib- und Haltemomenten führt.


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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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