Alkoholkraftstoffe

ISBN-13: 9783709186640 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 282 str.

H. Menrad; A. Konig

Spis treści

1. Warum alternative Kraftstoffe?.- Versorgungssicherheit.- Nutzung heimischer Energieträger.- Kosten.- Dauer der Umstellung.- Folgerungen.- 2. Mögliche Alternativen.- 3. Warum Alkoholkraftstoffe?.- 3.1 Energiewirtschaftlichkeit.- 3.2 Kosten.- 3.3 Umwelteinfluß.- 3.4 Langfristiges Entwicklungspotential.- 3.5 Folgerungen.- 4. HersteUung von Methanol.- 4.1 AusgangsmateriaUen.- 4.2 Synthesegasherstellung.- 4.2.1 Rohstoffe Erdgas/Erdölgas.- 4.2.2 Rohstoff Schweröl.- 4.2.3 Rohstoff Kohle.- 4.2.4 Rohstoffe Torf und Holz.- 4.2.5 Rohstoff Abfälle.- 4.3 Methanolsynthese.- 4.4 Wirtschaftlichkeit.- 5. Herstellung von Ethanol.- 5.1 AusgangsmateriaUen.- 5.2 Herstellungsverfahren.- 5.2.1 Grundlagen.- 5.2.2 Zuckerhaltige Rohstoffe.- 5.2.3 Stärkehaltige Rohstoffe.- 5.2.4 Cellulosehaltige Rohstoffe.- Rohstoffzusammensetzung.- Holzverzuckerung.- Verfahren mit konzentrierten Säuren.- Verfahren mit verdünnten Säuren.- Weiterentwicklungen.- Enzymatische Hydrolyse.- 5.2.5 Weiterentwicklungen der Gärungstechnologie.- 5.3 Wirtschaftlichkeit.- 5.3.1 Kosten.- 5.3.2 Energiebilanzen.- 6. Eigenschaften von Alkohol-Kraftstoffen.- 6.1 Unterschiede zu heute üblichen Kraftstoffen.- 6.2 Alkohole als Kraftstoffe.- 6.2.1 Chemisch-physikalische Eigenschaften.- Chemische Zusammensetzung.- Heizwert.- Luftbedarf.- Gemischheizwert.- Verdampfungswärme.- Dampfdruck und Siedeverhalten.- Zündgrenzen.- Zündtemperatur.- Flammpunkt.- 6.2.2 Verbrennungseigenschaften.- Flanmienfortpflanzungs- bzw. Zünd- und Brenngeschwindigkeit.- Volumenvergrößerung.- Wassergehalt im Abgas.- 6.2.3 Mischbarkeit von Alkoholen mit Benzin und Dieselkraftstoff.- 6.2.4 Bestimmung der Octanzahlen von Alkoholkraftstoffen.- 6.3 Alkohol-Benzin-Mischkraftstoffe.- 6.3.1 Auswirkungen der Alkoholzumischung.- Einfluß auf Siedeverhalten.- Auswirkungen auf den Dampfdruck.- Auswirkungen auf Heizwert und Luftzahl.- Einfluß auf die Viskosität.- 6.3.2 Stabilität von Mischkraftstoffen.- 6.3.3 Klopffestigkeit von Alkohol-Benzin-Mischkraftstoffen.- Methanol-Mischkraftstoffe.- Einfluß des Grundkraftstoffs.- 6.3.4 Super- bzw. Normalkraftstoff.- 6.4 (Reine) Alkoholkraftstoffe für Ottomotoren.- 6.4.1 Antiklopfmittel mit Alkohol.- 6.5 Alkoholkraftstoffe für Dieselmotoren.- 6.5.1 Cetanzahl von Alkoholen.- 6.5.2 Alkohol-Diesel-Mischkraftstoffe.- Bestimmung der Cetanzahl von Alkohol-Diesel-Mischkraftstoffen.- 6.5.3 Dieselkraftstoffe aus Alkoholen und Zündwilligkeitsverbesserer.- Beurteilung der Cetanzahlen.- 6.5.4 Umwandlung von Alkoholen.- 6.6 Alkoholderivate als Kraftstoffe bzw. Mischkomponenten.- 6.6.1 Ether.- 6.6.2 Methyl-Tertiär-Butylether.- 6.7 Großtechnisch hergestellte Kraftstoffe.- 6.7.1 Methanol-Benzin-Mischkraftstoffe.- 6.7.2 Methanolkraftstoff.- 6.7.3 Veränderung der Kraftstoffqualität in Lagertanks.- 6.8 Kraftstoffspezifikation.- 6.8.1 Methanol-Benzin-Mischkraftstoffe.- 6.8.2 Methanolkraftstoff.- 6.8.3 Ethanolkraftstoff.- 6.9 Giftigkeit von Alkoholen.- 7. Anwendung — Einsatz von Alkoholkraftstoffen.- 7.1 Allgemeines.- 7.1.1 Alkoholkraftstoffe für die verschiedenen motorischen Arbeitssysteme.- 7.1.2 Systeme mit einem bzw. zwei Kraftstoffen.- 7.1.3 Erhöhter motorischer Wirkungsgrad bei Alkoholkraftstoffen.- Thermodynamik.- Wirkungsgrad.- 7.2 Fahrzeug-Motorkonzepte für Alkohol-Benzin-Mischkraftstoffe.- 7.2.1 Anpassungsmaßnahmen.- Fahrverhalten.- Material.- Flüchtigkeit.- 7.2.2 Einfluß der Kraftstoffeigenschaften auf das Verhalten der Fahrzeuge.- Flüchtigkeit und Fahrverhalten.- Kaltfahrverhalten.- Heißfahrverhalten.- Motorleistung.- Kraftstoffverbrauch.- Abgasemissionen.- Straßenoctanzahl.- 7.2.3 Dichte der Viskosität.- 7.2.4 Entmischung im Fahrzeugtank.- 7.2.5 Sauberkeit im Vergaser und Ansaugsystem.- Ablagerungen.- Vergaservereisung.- 7.2.6 Materialverträglichkeit bei Mischkraftstoffen.- 7.2.7 Betrieb von M15-Fahrzeugen mit normalem Benzin.- 7.2.8 Mischkraftstoffe für Ottomotoren mit mehr als 15% Methanolgehalt.- 7.2.9 Allgemeines zu Mischkraftstoffen.- 7.3 Ottomotoren für Alkoholkraftstoffe.- 7.3.1 Der Alkohol-Ottomotor im Vergleich zum Benzinmotor.- Einfluß des Alkoholkraftstoffs.- Einfluß der Verdichtung.- 7.3.2 Untersuchung des Verbrennungsablaufs.- Hochgeschwindigkeitsklopfen.- Vorentflammung (Glühzündungen).- Glühzündungen bei Methanol-Motoren.- 7.3.3 Kaltstart von Alkohol-Motoren.- Flüchtigkeit.- Dampfdruck.- Verdampfungswärme.- Kraftstoff-Luftverhältnis.- 7.3.4 Konstruktive Hinweise.- Motor.- Gemischbildung.- Gemischheizung im Saugrohr.- verdampfter Alkohol.- 7.3.5 Definition des Motorkonzepts.- 7.3.6 Abgestimmtes Fahrzeugkonzept mit Methanolmotor.- Kraftstoffverbrauch.- Leistung.- 7.3.7 Motoren für Methanol — Ethanol.- 7.3.8 Betriebserfahrungen mit Alkoholmotoren.- 7.3.9 Zwei-Stoffbetrieb für Ottomotoren.- 7.4 Abgas-Emissionen.- 7.4.1 Gesetzlich Hmitierte Abgasbestandteile.- Kohlenmonoxid.- Kohlenwasserstoffe.- Stickoxide.- 7.4.2 Gesetzlich nicht Hmitierte Abgasbestandteile.- Aldehyd-Emissionen.- Aldehyd-Messungen an Fahrzeugkonzepten und Motoren.- 7.4.3 Einfluß des Kraftstoffs.- 7.4.4 Allgemeines zu Abgas-Emissionen.- 7.5 Sensoren für den Alkoholgehalt im Kraftstoff.- Lambda-Sonde im Abgassystem.- Dielektrizitätskonstante.- Ultraschallabsorption.- Brechungsindex.- 7.6 Dissoziierte Alkohole als Kraftstoffe.- 7.6.1 Grundlagen.- 7.6.2 Praktische Ausführungen von Spaltgasgeneratoren, Ergebnisse von Versuchen mit Motoren.- 7.6.3 Systemstudie für ein Konzept mit dissoziiertem und flüssigem Methanol.- 7.7 Dieselmotoren für Alkoholkraftstoffe.- 7.7.1 Grundlagenversuche über die Verwendung von Alkoholen in Dieselmotoren.- — Systeme nüt einem Kraftstoff —.- 7.7.2 Alkohol-Diesel-Mischkraftstoffe.- Filtrierbarkeit.- Viskosität.- Flüchtigkeit bzw. Siedeverhalten.- Korrosionsverhalten.- Versuchsergebnisse.- 7.7.3 Reine Alkohole in Dieselmotoren.- 7.7.4 Dieselmotoren mit Zündhilfe durch Glühkerzen.- 7.7.5 Dieselmotoren mit zusätzlicher Funkenzündung.- 7.7.6 Ethanol mit Zündbeschleuniger in Dieselmotoren.- 7.7.7 Alkoholderivate.- — Systeme mit zwei Kraftstoffen —.- 7.7.8 Mechanisch erzeugte Alkohol-Dieselkraftstoff-Mischungen.- 7.7.9 Alkohol-Dieselmotoren mit Zündstrahl.- 7.7.10 Zugabe von Alkoholkraftstoffen in das Ansaugsystem.- 7.7.11 Zwei Einspritzsysteme (Doppel-Einspritzung).- 7.7.12 Ethanol bzw. Methanol im Dieselmotor.- 7.7.13 Schmierung, Emissionen.- 7.8 Werkstoffe — Auswirkungen auf die Materialverträglichkeit.- 7.8.1 Einfluß auf Kunststoffe.- 7.8.2 Einfluß auf Lacke.- 7.8.3 Prüfflüssigkeiten.- 7.8.4 Einfluß auf Metalle.- Korrosion durch Ethanolkraftstoffe.- 7.8.5 Korrosionsschutz.- 7.9 Verschleiß an Motoren beim Betrieb mit Alkoholkraftstoffen.- 7.10 Alkohole in anderen Antrieben.- 7.10.1 Zweitaktmotoren, Kreiskolbenmotoren.- 7.10.2 Motoren mit Schichtladung.- 7.10.3 Gasturbine und andere Antriebe mit kontinuierlicher Verbrennung.- 7.10.4 Brennstoffzellen.- 8. Einführungsstrategien.- 8.1 Alkoholkapazitäten.- 8.2 Mögliche Zwischenstufen.- 8.3 Übergangsprodukte.- 8.3.1 Komponenten aus Mineralöl.- 8.3.2 Komponenten aus Biomasse.- 8.4 Aktueller Einsatz von Alkoholkraftstoffen.- 8.4.1 Im Markt eingeführte Kraftstoffe.- 8.4.2 Erprobungs- bzw. Forschungsprogramme.- Erläuterung von fachlichen Begriffen.