Verbrennungsmotorische Antriebe

Mechanikentwicklung Dieselkolben:  Kolbenprüfvorrichtung TMF/HCF im Heißgasprüfstand
© Fraunhofer ICT
Mechanikentwicklung Dieselkolben: Kolbenprüfvorrichtung TMF/HCF im Heißgasprüfstand

Unsere F&E-Aktivitäten adressieren technische Lösungen zur Steigerung des Wirkungsgrades im gesamten Antriebsstrang, sowohl für mobile als auch für stationäre Anwendungen, und folglich auch zur sektorübergreifenden Absenkung von Treibhausgasemissionen. Aufgrund sehr guter Gesamtwirkungsgrade (well-to-wheel), sowie hoher gravimetrischer und volumetrischer Energiedichten der konventionellen und zukünftig auch CO2-neutralen synthetischen Kraftstoffe, werden Verbrennungsmotoren in den kommenden Jahren weiterhin eine wichtige Antriebsquelle im Transport- und Individualverkehr darstellen. Dabei wird der Verbrennungsmotor sowohl als alleiniges Antriebsaggregat als auch in Kombination mit einem Elektromotor als hybrides Antriebssystem erforscht und entwickelt.

Die übergeordnete Zielsetzung ist es den Kraftstoffverbrauch bzw. Primärenergiebedarf und Emissionen des Antriebsstrangs zu minimieren. Zeitgleich sollen die Antriebssysteme sicher, flexibel und verfügbar gestaltet werden, sowie in Einklang mit bezahlbarer Mobilität gebracht werden. Deshalb beschäftigen wir uns mit dezidierten Hybridantrieben, hocheffizienten Brennverfahren, alternativen Motorkonzepten, verbesserter Motormechanik und Restenergienutzung. Aufgrund unserer umfassenden Forschungsexpertise und der exzellenten Ausstattung unserer Technika setzen wir neue Trends bei der Abgasnachbehandlung, Nutzung erneuerbarer Kraftstoffe und in der Anwendung performanter Konstruktionswerkstoffe. Dabei bedienen sich unsere Wissenschaftler*Innen verschiedener Simulations- und Optimierungstools, sowie moderner Laboreinrichtungen und automatisierter Prüfstände.

 

Referenzprojekte

  • NKW-WHR
  • WISA: Fuelreformer
  • VBM4Z: MAGER/RWN/KOGNITIV
  • RWN-PKW
  • Industrieprojekt: Hocheffizienzbrennverfahren
  • Methmag
  • HannaE
Gleichdruckturbine für Restwärmenutzung im Pkw (Organic-/ Clausius-Rankine Prozess für Pkw
© Fraunhofer ICT
Gleichdruckturbine für Restwärmenutzung im Pkw (Organic-/ Clausius-Rankine Prozess für Pkw
Performantes Zylinderkopf-Kühlmantelkonzept für Hocheffizienzbrennverfahren (SLM Technologie)
© Fraunhofer ICT
Performantes Zylinderkopf-Kühlmantelkonzept für Hocheffizienzbrennverfahren (SLM Technologie)
Fraunhofer 1-Zylinder-Brennverfahrensentwicklungsprüfstand: Thermodynamik- und  Kraftstoffentwicklung/ Emissionsanalytik
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Fraunhofer 1-Zylinder-Brennverfahrensentwicklungsprüfstand: Thermodynamik- und Kraftstoffentwicklung/ Emissionsanalytik

Veröffentlichungen

  • I. Kraljevic, H.-P. Kollmeier, U. Spicher: „Potenziale der Restwärmenutzung in mobilen Anwendungen“, 7. Internationale MTZ-Fachtagung Heavy-Duty-, On- und Off-Highway-Motoren, 2012 Nürnberg
  • S. Schwaibold, M. Fischer, I. Kraljevic: „Brennkraftmaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb“, Patent DE102013200884 A1, 21.01.2013
  • I. Kraljevic, H.-P. Kollmeier, C. Rohrpasser, H. Striebich: „Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme aus Verbrennungsmotoren sowie zur Umwandlung der rückgewonnenen Wärme in mechanische Energie“, Patent DE102014007214 A1, 19.05.2014
  • I. Kraljevic, H. Striebich: “Potenzial des Rankine-Prozesses zur CO2-Emissionssenkung im Einsatz für PKW”, Haus der Technik Tagung: Abwärmenutzung, 2014 München
  • I. Kraljevic, H.-P. Kollmeier, U. Spicher: „Rankine Cycle for Hybrid Vehicles: The Potential for CO2 Emissions Reduction”, ASME 2015 Internal Combustion Engine Division Fall, 2015 Houston-USA
  • R. Szolak, E. Morales Wiemer, I. Kraljevic, A. Susdorf et al.: „On-board Fuel Tailoring with a Novel Catalytic Evaporator for HCCI Combustion”, SAE World Congress 2016, 2016 Detroit-USA
  • R. Szolak, I. Kraljevic, F. Rümmele, A. Susdorf et al.: „A catalytic evaporation process for in-cylinder soot and NOx reduction in internal combustion engines“, 11. Internationale MTZ-Fachtagung Heavy-Duty-, On- und Off-Highway-Motoren, 2016 Ulm
  • M. Eisele, A. Dollinger, T. Burgert, I. Kraljevic et al.: „Entwicklung von hybriden Antriebssystemen für den Individualverkehr in der Profilregion Karlsruhe“, Repository KITopen
  • I. Kraljevic, T. Weyhing: “Rankine System mit Ruths-Speicher zur Abwärmerekuperation im Pkw”, 3. VDI-Fachkonferenz Thermische Rekuperation in Fahrzeugen, 2017 Sindelfingen
  • I. Kraljevic, T. Gottwald, U. Spicher: „Novel Rankine Cycle for Hybrid Vehicles”, SAE - International Powertrains, Fuels & Lubricants Meeting, 2018 Heidelberg
  • M. Maliha, I. Kraljevic, F. Wytrykus, A. Bertola: „Innermotorische optische Rußuntersuchungen bei Ottomotoren“, MTZ-Motorentechnische Zeitschrift, MTZ 01|2020, 81. Jahrgang
  • H. Schmid, H-P. Kollmeier, I. Kraljevic, T. Gottwald, F. Sobek, M. Bargende, M. Chiodi, A. Kaechele, F. Cupo: „LPG and prechamber as enabler for highly performant and efficient combustion processes under stoichiometric conditions”, SAE - 15th International Conference on Engines & Vehicles, 2021 Capri-Italy
  • A. Vacca, M. Chiodi, M. Bargende, A. Casal Kulzer, S. Bucherer, P. Rothe, I. Kraljevic, H.-P. Kollmeier, A. Breuer, H. Ruhland: „Virtual Development of a New 3-Cylinders Natural Gas Engine with Active Pre-chamber“, 22. Internationales Stuttgarter Symposium, 2022 Stuttgart
  • S. Bucherer, P. Rothe, I. Kraljevic, H.-P. Kollmeier, A. Vacca, M. Chiodi, A. Casal Kulzer, H. Ruhland, A. Breuer: “Design of an additive manufactured Natural Gas Engine with thermally conditioned Active Prechamber”, SAE-CO2 Reduction for Transportation Systems Conference, 2022 Turin-Italy