Ursachenanalyse innerer Ablagerungen an Dieselinjektoren

Mai 2024

PR-Gateway: Entwicklung eines kostengünstigen Screening-Tests

Innere Ablagerungen in Dieselinjektoren sind ein Phänomen, das in den nächsten Jahren deutlich häufiger auftreten und vermehrt zu Fehlfunktionen von Injektoren führen könnte. Kontinuierlich steigende Einspritzdrücke von aktuell bis zu 2.500 bar in Kombination mit hochpräzisen Bauteilen wie Injektoren mit kleinen Öffnungsquerschnitten wirken bei hohen Temperaturen auch auf die Kraftstoffe ein. Um die Effekte der Bildung innerer Ablagerungen (Internal Diesel Injector Deposits, IDID) strukturiert zu untersuchen, führen das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen an der TU Bergakademie Freiberg und das OWI Oel-Waerme-Institut ein Forschungsprojekt durch.

Der in dem Vorläuferprojekt "Entwicklung eines nichtmotorischen Injektor-Verkokungsprüfstandes für alternative Kraftstoffe" (ENIAK) entwickelte nichtmotorische Injektorprüfstand soll zu einer schnellen, wiederholbaren, verlässlichen und nicht zuletzt kostengünstigen Prüfmethode für Kraftstoffe und Additive weiterentwickelt werden. Der 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. Um die Anzahl der notwendigen Einzelversuche zur Bestimmung der vielfältigen Einflüsse mittels Design of Experiment (DoE) effizient zu minimieren, wird über die Projektlaufzeit ein Gesamtmodell entwickelt und validiert, das die einzelnen Ablagerungstypen von IDID und deren Bildungsmechanismen beinhaltet.

Die Forschungsergebnisse könnten künftig dazu beitragen, dass das entwickelte nichtmotorische 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. Des Weiteren sollen die Forschungsergebnisse Grundlagen zur Auslegung neuer kraftstoffführender Komponenten und Bauteile für alternative Einspritzsysteme schaffen. Darüber hinaus können die gewonnenen Erkenntnisse direkt bei der Entwicklung oder Verbesserung von Additiven, Kraftstoffen, Injektordiagnosegeräten und Reinigungsflüssigkeiten für Injektoren genutzt werden.
Über die OWI Oel-Waerme-Institut GmbH
Das OWI erforscht und entwickelt als unabhängige, gemeinnützige, freie Forschungseinrichtung in Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung Konzepte und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Das Ziel ist die Entwicklung neuer, marktfähiger Produkte. 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 des Industrieofenbaus.
Oel-Waerme-Institut GmbH (OWI)
Michael Ehring
Kaiserstrasse 100
52134 Herzogenrath
m.ehring@owi-aachen.de
49 (0)2407 / 9518 - 138
http://www.owi-aachen.de

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Entwicklung eines kostengünstigen Screening-Tests

Innere Ablagerungen in Dieselinjektoren sind ein Phänomen, das in den nächsten Jahren deutlich häufiger auftreten und vermehrt zu Fehlfunktionen von Injektoren führen könnte. Kontinuierlich steigende Einspritzdrücke von aktuell bis zu 2.500 bar in Kombination mit hochpräzisen Bauteilen wie Injektoren mit kleinen Öffnungsquerschnitten wirken bei hohen Temperaturen auch auf die Kraftstoffe ein. Um die Effekte der Bildung innerer Ablagerungen (Internal Diesel Injector Deposits, IDID) strukturiert zu untersuchen, führen das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen an der TU Bergakademie Freiberg und das OWI Oel-Waerme-Institut ein Forschungsprojekt durch.

Der in dem Vorläuferprojekt "Entwicklung eines nichtmotorischen Injektor-Verkokungsprüfstandes für alternative Kraftstoffe" (ENIAK) entwickelte nichtmotorische Injektorprüfstand soll zu einer schnellen, wiederholbaren, verlässlichen und nicht zuletzt kostengünstigen Prüfmethode für Kraftstoffe und Additive weiterentwickelt werden. Der 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. Um die Anzahl der notwendigen Einzelversuche zur Bestimmung der vielfältigen Einflüsse mittels Design of Experiment (DoE) effizient zu minimieren, wird über die Projektlaufzeit ein Gesamtmodell entwickelt und validiert, das die einzelnen Ablagerungstypen von IDID und deren Bildungsmechanismen beinhaltet.

Die Forschungsergebnisse könnten künftig dazu beitragen, dass das entwickelte nichtmotorische 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. Des Weiteren sollen die Forschungsergebnisse Grundlagen zur Auslegung neuer kraftstoffführender Komponenten und Bauteile für alternative Einspritzsysteme schaffen. Darüber hinaus können die gewonnenen Erkenntnisse direkt bei der Entwicklung oder Verbesserung von Additiven, Kraftstoffen, Injektordiagnosegeräten und Reinigungsflüssigkeiten für Injektoren genutzt werden.
Über die OWI Oel-Waerme-Institut GmbH
Das OWI erforscht und entwickelt als unabhängige, gemeinnützige, freie Forschungseinrichtung in Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung Konzepte und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Das Ziel ist die Entwicklung neuer, marktfähiger Produkte. 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 des Industrieofenbaus.
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Kaiserstrasse 100
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