Prof. Dr.-Ing. G. Zikoridse

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1 Projekte am Forschungsinstituts Fahrzeugtechnik Prof. Dr.-Ing. G. Zikoridse

2 Forschungsschwerpunkte des FiF 2

3 Forschungsschwerpunkt Abgasnachbehandlung Neue Werkstoffe und Substrate für DOC, DeNOx und DPFs Sensoren für AGN Partikelsensor für OBD Untersuchungen am Motorenprüfstand Überprüfung neuer AGN-Konzepte 3

4 Forschungsschwerpunkt Verbrennungsforschung Optimierung und Entwicklung von Einspritzsystemen Drallvariable Einspritzdüse - Konzept zur lastunabhängigen Einstellung der Strahleigenschaften Brennverfahrensentwicklung Untersuchungen zum Wärme- übergang bei homogener Dieselverbrennung 4

5 Forschungsschwerpunkt Simulation [ C] FEM Berechnung Instationäre Temperaturfeldberechnung eines Kolbens CFD Berechnung Optimierung der Temperatur- und Strömungsverteilung eines DPF 5

6 Forschungsschwerpunkt Alternative Konzepte n [%] zum Referenz kraftstoff B Einfluss des Biodieselanteils auf Rohemission Alternative Kraftstoffe Erprobung und Bewertung von Kraftstoffen (CNG, H 2, Bio- und synthetische sowie Blends); Emissionsmonitoring; Hardwareverträglichkeit etc. relative Emissio Gehalt an Biodiesel [%] CO-Emission HC-Emission Nox-Emission PM-Emission Energieoptimierung und Energierückgewinnung Entwicklung eines thermoelektrischen Generators für mobile Anwendungen 6

7 Entwicklung + Erprobung H 2 S-Sensor zur On-Board-Überwachung von Desulfatisierungsprozessen von DeNOx- Förderung: AiF (FHprofUnt) Zeitraum: 07/ /2012 Katalysatoren an Verbrennungsmotoren Projektpartner: Hochschule Wismar Motivation: Schwefel im Kraftstoff führt zur Deaktivierung des NSK periodische Desulfatisierung erforderlich unerwünschte H 2 S-Emission Ziel: Entwicklung eines H 2 S-Sensors zur Steuerung des Desulfatisierungsprozesses des NOx- Speicherkats, um H 2 S-Schlupf zu vermeiden Lösungsweg: g Entwicklung eines H 2 S-Sensors auf Basis einer H 2 S-sensitiven Beschichtung (Widerstandsänderung) Test am Synthesgasprüfstand Test mit realem Abgas am Motorenprüfstand Integration des Sensors in ein AGN-System Untersuchung der Praxistauglichkeit 7

8 Weiterentwicklung der Abgasuntersuchung bei Kraftfahrzeugen Förderung: UBA ; Zeitraum: 05/10-09/10 ; Partner: 5 Messtechnik-Firmen Motivation: Niedrigstemission moderner Fahrzeuge mit in Werkstätten vorhandener Messtechnik nur unzulänglich erfassbar; OBD-Signal detektiert nicht alle Fehler (z.b. Alterung) zuverlässig Ziel: Erarbeitung von Änderungsvorschlägen für die nationalen und europaweiten AU-Richtlinien auf Basis objektiver Messungen an modernen Niedrigstemissions-Fahrzeugen Lösungsweg: Messungen an je 3 Diesel- bzw. Otto-PkW Standard-AU-Messgeräte, + Opazimeter II an Diesel-PkW Simulation von Fehlern, die abgasrelevant sind, aber von OBD nicht erfasst werden Überprüfung Eignung Opazimeter II für ältere Fahrzeuge 8

9 Reinigen von Gießgasen mit einem Niedertemperaturkatalysator Förderung: AiF (IGF) Projektpartner: TUB Freiberg; IFG Düsseldorf Zeitraum: 08/ /2010 Motivation: Schadstoffemission beim Gießprozess Gießgaserfassung bisher unzureichend hohe Arbeitsplatzbelastung Ziel: Entwicklung eines energieautarken Systems zur Minimierung der Schadstoffbelastung Lösungsweg: Analyse der Ausgangssituation Auswahl der Katalysatoren durch Screening Entwicklung eines geeigneten Thermomanagements Bau der Prototypen und Test im Gießereitechnikum Optimierung mittels CFD abschließender Test in Gießerei Mischer 9

10 ECEMP/B3: Keramische Multikomponenten Thermoelektrika (TECer) Finanziert aus Mitteln der Europäischen Union und des Freistaates Sachsen Motivation: Zeitraum: 05/ /2012 Projektpartner: TUD, MPI, Fraunhofer IKTS Energierückgewinnung ungenutzter Verlustwärme mittels Thermoelektrik Ziel: Erhöhung des Wirkungsgrades heutiger thermoelektrischer Materialien Temperaturverteilung heiße Seite der TE-Module Lösungsweg: Entwicklung keramischer Thermoelektrika Entwicklung von Fügetechniken für hohe Temperaturen Systemsimulation Aufbau eines Demonstrators Ausschnitt Gaskanal unten / Wasserkanal oben 10

11 Innovativer Wasserstoffspeicher mit hoher Energiedichte Förderung: AiF Ingenieurnachwuchs Zeitraum: 06/ /2013 Kooperationspartner: ILK Dresden - Institut für Luft- und Kältetechnik ggmbh TU Dresden - Professur für Technische Thermodynamik Motivation: Heutige H 2 -Speicher besitzen zu geringe g Energiedichten für mobilen Einsatz Ziel: Entwicklung eines neuartigen Systems zur überkritischen H 2 -Speicherung im Temperaturbereich zwischen K Volumetris sche Speicherdic chte [g/l] Komplexe Hydride Im Projekt angestrebte Speicherdichte Flüssigwasserstoffspeicher Kryokompressed Chemische h Hydride 700 bar Druckspeicher 350 bar Kohlenstoff-Nanotubes Lösungsweg: Gravimetrische Speicherdichte [Gew-%] Konzepterarbeitung (Werkstoffauswahl, Auslegung g der Kapillarstrukturen etc.) thermodynamische Prozessführung (Befüllung, Entleerung, Thermomanagement) Konstruktion / Fertigung des Prototypen (Druckfestigkeit, Isolation, Sicherheit etc.) Bewertung des neuartigen Wasserstoffspeichers (Nutzung H 2 -Labor des ILK) 11

12 Entwicklung und Verifizierung einer DPF-Beladungsprozedur Förderung: FVV e.v. / Zeitraum: 09/ /2009 Motivation: Moderne Dieselmotoren werden immer sauberer Zeiten bis zur Erzielung der Grenzbeladung werden immer höher Kostenfrage!!! Ziel: Entwicklung einer vergleichbaren Schnellladeprozedur d Partikelmorphologie Standardbedingungen Lösungsweg: Einfluss motorischer Parameter (AGR-Rate, Raildruck) auf Beladungsund Regenerationsverhalten des DPF Untersuchungen am Rollen- und Motorenprüfstand Untersuchung der Morphologie und Zusammensetzung der Partikel AGR 20% 12

13 Formaldehydemissionen aus mit Biogas betriebenen BHKWs Förderung: LfULG / Zeitraum: 05/ /2010 Motivation: ca. 2/3 der Biogas-BHKWs halten Formaldehydgrenzwert nicht ein Ziel: Untersuchung des Einflusses der Biogaserzeugung,des Wartungszustand sowie motorischer Parameter auf Formaldehydemission Lösungsweg: Ist-Zustand der Biogaserzeugung, Motorspezifikationen + Betriebsparametern + Abgasemission für 138 BHKW Abgas- und Biogasanalyse vor und nach Wartung an 9 ohne + 7 mit Oxikat ausgerüsteten BHKWs + Erfassung Motorparameter und Historie seit Inbetriebnahme Ableitung von Handlungsempfehlungen 13

14 Clean European Rail-Diesel (CleanER-D) Förderung: EU Partner: 7 Institutionen; 6 Hochschulinstitute; Zeitraum: 06/09-05/13 13 Industrieunternehmen aus 10 Ländern Motivation: Verbesserung der Umweltfreundlichkeit it im dieselbetriebenen Bahnverkehr Ziel: Lösungswege zur Erreichung der Emissionsstufe IIIb und höher, Höhere Energieeffizienz und weniger CO 2 - Ausstoß Erarbeitung nachhaltiger Lösungen Lösungsweg: Transfer von Technologien aus anderen Verkehrsbereichen, z.b. Abgasnachbehandlungsstrategien g aus dem Pkw- und Nutzfahrzeugsektor Adaption für Bahnanwendungen mit Simulationswerkzeugen 14

15 Energieoptimierte Längsführung von Stadtfahrzeugen Förderer: SMWK Zeitraum: 02/09 12/10 Projektpartner: Prof. Trautmann / Prof. Hübner Motivation: Verkehr trägt wesentlich zur CO 2 -Emission i bei Klimawandel bereits heute spürbar Ziel: Senkung des Energiebedarfs durch eine situationsadaptive Antriebsregelung Lösungsweg: Entwicklung eines mobilen Messsystems MATLAB/Simulink Modell der Fahrzeuglängsdynamik (Antriebsstrang) Entwicklung von Fahrstrategien und Regel- algorithmen + visuelle Fahrerinformation Zugriff auf digitale Karte zur Prädiktion Durchführung und Auswertung von Messfahrten Messung Smart 15

16 Dienstleistungen Durchführung von Motordauerläufen mit begleitenden Messaufgaben Auslegung und Konstruktion von Abgasnachbehandlungssystemen Bewertung von Katalysatoren, Partikelfiltersystemen und Additiven Zertifizierung i von Abgasnachbehandlungssystemen h nach FAD-Testprozedur Durchführung von Kraftstoff- und Partikelanalysen Konstruktionsleistung und Prototypenbau Durchführung von FEM- und CFD-Berechnungen Entwicklung von Mess- und Diagnoseverfahren für Fahrzeuganwendungen 16

17 Referenzen Automobilindustrie: Zulieferer: Universitäten: 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 18