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Wir danken allen Projektpartnernfür die Unterstützung in den letzten

15 Jahrenund hoffen auf eine weiterhin gute

Zusammenarbeit.

Die Mitarbeiter desForschungsinstituts Fahrzeugtechnik



Zusammenarbeit.


Kontakt

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH)Forschungsinstitut FahrzeugtechnikProf. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse

Friedrich-List-Platz 101069 Dresden

+49 (351) 462 - 3344

+49 (351) 462 - 3476

E-Mail [email protected] www.fif.mw.htw-dresden.de

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Sonderdruck15 Jahre

Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik

Sonderdruck15 Jahre


Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH)University of Applied Sciences


Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH)

University of Applied Sciences

1992

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik wird von

im Zuge der Hochschulreform als überwiegend

drittmittelfinanziertes Institut der Hochschule für

Technik und Wirtschaft Dresden (FH) gegründet.

Hervorgegangen aus dem Institut für Kraft-

fahrzeugtechnik und Verbrennungsmotoren der

ehemaligen Hochschule für Verkehrswesen

"Friedrich List" Dresden und dem Technikum für

Diagnostik und Zuverlässigkeit entwickelt sich das

noch junge Institut in den Folgejahren zu einem

anerkannten und kompetenten Partner der Automobil-

und Zulieferindustrie.

Prof. Dr.-Ing. habil. G. Oppermann

2006

Prof. Dr.-Ing. G. Zikoridse

übernimmt die Leitung des Instituts. Er ist bereits seit

1994 am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik beschäftigt

und etabliert in dieser Zeit den zunehmend wichtigeren

Forschungsschwerpunkt Abgasnachbehandlung am

Institut. Als Ergebnis dieser Aktivitäten wird im

Jahr 2000 der Förderkreis Abgasnachbe-

handlungstechnologien für Dieselmotoren (FAD)

gegründet, zu dessen Geschäftsführer

Prof. Zikoridse bestellt wird. Seit September

2006 leitet er beide Institutionen.

1995

Prof. Dr.-Ing. habil. E. Bach

Prof. Oppermann übergibt die Leitung des Forschungsinstituts an

seinen langjährigen Mitarbeiter und Stellvertreter

.

Er forciert den weiteren Ausbau der mess- und

prüfstandstechnischen Basis des Instituts. 1996

bezieht das FiF im neuen Laborgebäude der

HTW drei Prüfstände, 1998 wird das

Containerprüffeld fertiggestellt. Durch

diese Maßnahmen konnten die sich

zuvor an verschiedenen Standorten

befindenden Prüfstände auf dem

Campus der HTW zusammengefasst

werden.

Geschichte

Seite 1 Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik Seite 10

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik konnte sich in den 15 Jahren des Bestehens der HTW

Dresden (FH) unter den durch das Sächsische Hochschulrahmengesetz geschaffenen Bedingungen

für die angewandte Forschung an Fachhochschulen zu einer eigenständigen wissenschaftlichen

Einrichtung entwickeln. Mehr als 20 wissenschaftliche und technische Mitarbeiter werden über

Einnahmen aus Drittmitteln finanziert.

Um im Wettbewerb mit anderen Hochschulen, Universitäten und privaten Forschungs-

einrichtungen erfolgreich bestehen zu können, ist eine ständige Weiterentwicklung der

Arbeitsinhalte, der technischen Ausstattung sowie die Strukturanpassung an das Sächsische

Hochschulrahmengesetz erforderlich.

Die Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des Instituts werden in den kommenden Jahren

auf die weitere Erhöhung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren durch Verbesserung der

Einspritzung, der Gemischbildung und Entwicklung neuer Brennverfahren, auf die Erfüllung

zukünftiger Abgasgrenzwerte mithilfe der Abgasnachbehandlung und alternativer Konzepte sowie

auf neue Kraftstoffe ausgerichtet sein.

Resümee / Ausblick




Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut FahrzeugtechnikSeite 9

Testobjekt DPF

Motor Liebherr D 924 TI-E A2

In den letzten Jahren hat der Forschungsschwerpunkt Abgasnachbehandlung für Dieselmotoren

ständig an Bedeutung gewonnen. Bereits seit 1991 wird kontinuierlich an der Entwicklung von

Partikelfilterkonzepten für den On- und Off-Road-Bereich gearbeitet. Aktuell lassen sich etwa 70 %

der am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bearbeiteten Projekte diesem Schwerpunkt zuordnen.

Hauptauftraggeber sind hier neben der öffentlichen Hand die Firmen VW, DaimlerChrysler, Liebherr,

Umicore, Rhodia Electronics & Catalysis, HJS, Purem, Emitec, Inco, Greentop etc.

War 1991 die Nachrüstung von Linienbussen mit einem Partikelfiltersystem und dessen Bewertung

der Einstieg in die Abgasnachbehandlung am FiF, so wurden diese Aufgabengebiete in den

Folgejahren um die Konzeption von Partikelfiltersystemen, die Erprobung und Bewertung neuer

Filterwerkstoffe und die Entwicklung zuverlässiger Regenerationsstrategien erweitert.

Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt ist

die Untersuchung von Dieseloxi-

dations- und DeNOx-Katalysatoren ein-

schließlich der Entwicklung von Steuer-

und Regelstrategien bis hin zum Entwurf

hochkomplexer Kombisysteme.

Aktuelle Projekte befassen sich darüber

hinaus mit der Erprobung von Sensoren

für die Überwachung der Abgasnach-

behandlungssysteme wie zum Beispiel

Partikel-, NO - oder NH -Sensoren. Das

nebenstehende Foto zeigt die Erpro-

bung eines Partikelfilters am Motoren-

prüfstand.

X 3

Entwicklung und Erprobung von Abgasnachbehandlungssystemen

Die Untersuchung und Bewertung von alternativen Kraftstoffen, dazu gehören synthetische und

biogene Kraftstoffe, soll zukünftig am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik einen stärkeren

Stellenwert einnehmen. In der Vergangenheit wurden bereits Projekte zu Auswirkungen biogener

Kraftstoffe auf die Schadstoffemission von Dieselmotoren bearbeitet. Dabei ist sowohl der Einfluss

auf das Emissionsverhalten der limitierten Komponenten Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe,

Stickoxide und Partikel als auch der Einfluss auf weitere Abgasparameter, u.a. die Emissionen von

Elementarkohlenstoff und Aldehyden sowie die Partikelanzahlkonzentration, ermittelt worden.

In der Zukunft sollen neue Brennverfahren unter Berücksichtigung der neuen Kraftstoffe und

Kraftstoffmischungen entwickelt werden. Hierbei sollen sowohl Qualitätsanforderungen an neue

Kraftstoffe als auch deren Potenzial zur Emissionsminderung untersucht werden.definiert

Neue Kraftstoffe

Profil

Seite 2Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik

Organisatorisch gehört das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik nach §109 des Sächsischen

Hochschulgesetzes zum Fachbereich Maschinenbau/Verfahrenstechnik. Die Mitarbeiter des

Instituts geben Unterstützung bei der Durchführung von Vorlesungen, Übungen, Praktika und

Seminaren im Lehrgebiet Kraftfahrzeugtechnik-Antriebstechnik. Studenten haben die Möglichkeit,

im Rahmen dieser Arbeitsgebiete praxisnahe Beleg- und Diplomthemen zu bearbeiten. Durch die

enge Verbindung von Forschung und Lehre leistet das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik einen

wichtigen Beitrag zur hohen Ausbildungsqualität der Studenten des Fachbereiches

Maschinenbau/Verfahrenstechnik, insbesondere des Studienganges Fahrzeugtechnik. Die Durch-

führung von Praktika an moderner Technik und die aktive Mitarbeit von Studenten, Praktikanten und

Diplomanden gewährleisten eine optimale Vorbereitung der Absolventen auf den späteren Einsatz

in der Industrie. Umgekehrt nutzt das Institut die Infrastruktur der Hochschule. So wurden seit

Bestehen des Forschungsinstituts mehr als 200 Diplomarbeiten erfolgreich verteidigt. Darüber

hinaus erfolgt im Praxissemester die Betreuung von jeweils 10 bis 15 Studenten und es werden pro

Semester zwei bis drei Praktikumsversuche für die etwa 80 Studenten der Fahrzeugtechnik

durchgeführt.

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bietet seinen Auftraggebern umfassende Unterstützung

bei Problemlösungen in den Bereichen Verbrennungsmotoren, Abgasnachbehandlung,

computergestützte Berechnung und Simulation sowie bei der Untersuchung von alternativen

Konzepten. Am Institut werden sowohl öffentlich geförderte Forschungsthemen als auch direkte

Aufträge der Industrie .

Seit Bestehen des Forschungsinstituts Fahrzeugtechnik wurden die Drittmitteleinnahmen kontinu-

ierlich gesteigert und das Institut hat

sich einen festen Platz in der

Forschungslandschaft der Bundes-

republik Deutschland erobert. Dies

belegen auch die Vielzahl der

öffentlich geförderten Projekte, die

zusammen mit Partnern aus der

Industrie und anderen Forschungs-

einrichtungen bearbeitet wurden. So

konnten in den letzten 15 Jahren

insgesamt zwei EU-, sechs BMBF-

und acht durch den Freistaat Sachsen

geförderte Projekte realisiert wer-

den. Hinzu kommen drei im Rahmen

der Fachhochschulförderung bewilligte Projekte, sowie vier Projekte durch die Deutsche Bundes-

stiftung Umwelt (DBU) und vier Projekte durch die Forschungsvereinigung Verbrennungs-

motoren e.V. (FVV). Daneben sind zahlreiche direkte Industrieprojekte mit einem Gesamtvolumen

von ca. acht Millionen Euro realisiert worden.

bearbeitet




Technische Ausrüstung

Seite 3 Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik

Die aktuell am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bearbeiteten Forschungsschwerpunkte sind in

der folgenden Grafik dargestellt.

Eine wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche

Entwicklungsarbeit ist die Ausrüstung mit modernster

Mess- und Prüftechnik sowie einer leistungsfähigen

Hard- und Software.

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik war daher stets

bestrebt, seine technische Basis zu erweitern und kann

heute auf eine Vielzahl universell einsetzbarer und sich

ergänzender Prüf- und Messtechnik verweisen.

Im Verbund mit einer modernen Rechentechnik

ermöglicht dies, schnell und flexibel auf spezifische

Kundenanforderungen zu reagieren.

Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik Seite 8

Direkteinspritzende Dieselmotoren stellen zurzeit die effizienteste Energiequelle für Nutzfahrzeuge

dar. Problematisch sind jedoch die hohen Stickoxid- (NO ) und Partikelemissionen, die bei der diesel-

typischen Diffusionsverbrennung gebildet werden. In den letzten Jahren wurden immer strengere

Emissionsgrenzwerte erlassen, die nur unter Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen

eingehalten werden können. Ein anderer Ansatz, diese Anforderungen zu erfüllen, ist die

innermotorische Schadstoffreduktion. Hierzu kommen alternative Brennverfahren mit homogener

Gemischbildung (HCCI) zur Anwendung. Mit diesem Brennverfahren konnten bereits sehr niedrige

NO - und Rußemissionen in der Teillast nachgewiesen

werden.

In einem von der FVV geförderten Forschungsprojekt

wurden an einem mit Oberflächen-Thermoelementen

bestückten Nfz-Aggregat Untersuchungen zum

Wandwärmeübergang durchgeführt. Der instrumen-

tierte Kolben ist in der nebenstehenden Abbildung zu

sehen.

X

X

FVV-Projekt: Homogene Dieselverbrennung – TP3 Wärmeübergänge

Die Verpflichtung der europäischen Automobilindustrie, die durchschnittliche CO -Emission bis zum

Jahr 2008 um 25 % gegenüber 1995 zu senken, stellt eine große Herausforderung an die weitere

Entwicklung der Verbrennungsmotoren dar. In der jüngsten Vergangenheit konnten beim

Dieselmotor durch moderne Einspritzverfahren erhebliche Fortschritte beim Wirkungsgrad und den

Emissionen erzielt werden. In gleicher Weise wird davon ausgegangen, dass die Benzindirekt-

einspritzung beim Ottomotor ein ähnliches Entwicklungspotenzial eröffnet.

Eine wesentliche Voraussetzung, die gesteckten Ziele zu erreichen, dürfte in der Entwicklung

geeigneter Einspritztechnologien für das strahlgeführte Gemischbildungsverfahren liegen, die eine

gezielte Beeinflussung der bestimmenden Parameter Strahlkegelwinkel, Tropfengrößenverteilung

und Eindringtiefe erlauben. Einspritzdüsen mit variablem Drall bieten umfangreiche Möglichkeiten,

die geforderte Einspritzcharak-

teristik zu realisieren. Aller-

dings erstreckte sich bisher das

Einsatzgebiet dieser Düsenart

im Wesentlichen auf konti-

nuierlich arbeitende Brenner-

systeme. In diesem Förder-

projekt erfolgte die Entwick-

lung eines Prototypen einer

diskontinuierlich arbeitenden

Einspritzdüse mit variablem

Drall für den Einsatz im Ver-

brennungsmotor.

2

AiF-Projekt: Variable Dralldüse für den Einsatz im Ottomotormit Direkteinspritzung

Düsennadel

InjektorEinspritzdüse

DüseneinsätzeDrallkammer





Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bearbeitet schwerpunktmäßig Projekte, in deren

Mittelpunkt die Optimierung des Verbrennungsprozesses steht. Die Reduzierung der

Schadstoffemission bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades ist dabei eines der wichtigsten

Entwicklungsziele. Dafür werden sowohl innermotorische als auch nachmotorische Maßnahmen

untersucht.

Ausgewählte Forschungsprojekte

Im Rahmen dieses Projektes wurde ein modernes Abgasnachbehandlungssystem für

Nutzfahrzeugmotoren zur Erreichung der EUROV-Grenzwerte entwickelt. Ein wichtiges Projektziel

bestand in der Volumenminimierung des eingesetzten NO -Speicher-Katalysators durch

Anwendung neuer Speichermaterialien sowie durch zusätzliche innermotorische Erzeugung eines

Reduktionsmittels. Als Basisapplikation diente ein EUROIII-Motor.

Innerhalb der Projektlaufzeit von drei Jahren

wurden von den Projektpartnern (JM, AVL, DC,

sechs Universitäten) verschiedene Kataly-

satorformulierungen untersucht und optimiert,

kinetische Modelle für die ablaufenden che-

mischen Reaktionen erstellt sowie umfang-

reiche Prüfstandsuntersuchungen durchge-

führt.

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik

zeichnete für die Prüfstandsuntersuchungen

verantwortlich. Hier erfolgte neben der Unter-

suchung der neuartigen NO -Speicherkataly-

satoren im Vergleich zu einem Referenz-Katalysator die Optimierung der fett-mager-Phasen sowie

die Identifizierung wichtiger Einflussgrößen auf die Funktion des Speicherkatalysators. Neben dem

DeNOx-System enthielt das Endsystem einen neuartigen Partikelfilter, welcher innerhalb des EU-

Projektes COMET entwickelt wurde.

X

X

EU-Projekt:AHEDAT - Advanced Heavy Duty Engine Aftertreatment Technology

2002 wurde das Brennstoffzellenprüffeld des Forschungsinstituts in Betrieb

genommen. Es beinhaltet einen Prüfstand zur Untersuchung von PEM-

Brennstoffzellen bis zu einer Leistung von 5 kW und einen Prüfstand zur

Untersuchung von SOFC-Brennstoffzellen bis zu einer Leistung von 1 kW.

Das Brennstoffzellenprüffeld wird sowohl für die Ausbildung der Studenten

als auch im Rahmen von Forschungsprojekten genutzt. Die Abbildung zeigt

einen gekapselten 30-Zellen-SOFC-Stack mit applizierter Messtechnik zur

Überwachung von Zellspannung und Temperatur.

Alternative Konzepte


Heute stehen dem Institut vier stationäre und ein dynamischer

Motorenprüfstand für Entwicklungsaufgaben an Otto- und

Dieselmotoren im Leistungsbereich bis

470 kW und im Drehzahlbereich bis 9000 min

zur Verfügung.

Die Prüfstandsperipherie ist auf die

Durchführung von vollauto-

matischen und normgerechten

Prüfläufen ausgelegt.

-1

Alle Prüfstände sind mit Standardmesstechnik für die limitierten gasförmigen Schadstoffe sowie

falls erforderlich projektbezogen mit spezieller Messtechnik für Sekundäremission (NH , H S, N O

etc.) ausgestattet. Die Analyse der Partikelemission erfolgt je nach Bedarf gravimetrisch mittels

Verdünnungstunnel, mit einem Opacimeter oder einem Smokemeter. Darüber hinaus kann die

Partikelanzahl, ihre Größe und ihre Verteilung bestimmt werden. Die Analyse des Brennverlaufs

erfolgt mittels eines vom FiF selbst entwickelten ASAM-konformen Indiziersystems.

Im Analytiklabor des Forschungsinstitutes können Kraft- und Schmierstoffe sowie Partikelproben

hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften analysiert werden. Mit der Methode

der Gaschromatografie/Massenspektrometrie sind auch Spurenelemente nachweisbar. Für spezielle

Aufgaben verfügt das Institut über Komponentenlabore und flexibel einsetzbare Messtechnik. Dazu

zählen:

der Einspritzpumpenprüfstand, ausgestattet mit Einspritzmengenindikator (EMI, EVI) und

Indiziermesstechnik

das Einspritzlabor, welches über eine Druckkammer (max. 16 bar, 300 °C) und ein optisches

Messsystem für die Untersuchung von Einspritzphänomenen verfügt

das Brennstoffzellenlabor für die Untersuchung von PEM-Brennstoffzellen bis etwa 5 kW und

SOFC-Brennstoffzellen bis ca. 1 kW

ein endoskopisches Messsystem mit entsprechender Hard- und Software zur Analyse von

Einspritz- und Verbrennungsprozessen im Motor.

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Die Mitarbeiter des Forschungsinstituts publi-

zieren gemeinsam und in Abstimmung mit den

Auftraggebern neue Forschungs- und Entwick-

lungsergebnisse in Form von Vorträgen und

Veröffentlichungen.

Der erfolgreiche Abschluss von fünf Disser-

tationen, die Anmeldung von 18 Patenten, die

Beteiligung mit mehr als 300 Fachvorträgen an

wissenschaftlichen Veranstaltungen und über

100 Veröffentlichungen in Fachzeitschriften

zeigen die Leistungsfähigkeit des Institutes.

Öffentlichkeitsarbeit

1995 als Ehrenkolloquium für den Gründer des

Forschungsinstituts Prof. G. Oppermann ins

Leben gerufen, hat sich das alle zwei Jahre

stattfindende Dresdner Motorenkolloquium

inzwischen einen festen Platz im Tagungs-

kalender erobert. Mit durchschnittlich etwa 200

Teilnehmern aus dem In- und Ausland wurden

stets aktuelle Fragestellungen der Diesel-

motorenentwicklung aufgegriffen.

Im Jahr 2007 fand das 7. Dresdner Motorenkolloquium zum Thema

“Multitalent Dieselmotor künftige Herausforderungen” statt.

Der Trend einer stetig wachsenden Teil-

nehmerzahl zeigt das große Interesse von

Wirtschaft und Forschung an aktuellen Themen

rund um den Verbrennungsmotor und seiner

Bedeutung als Antriebsquelle in den kom-

menden Jahren.

–




Diplomarbeiten und Promotionen

Seit 1992 wurden am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik mehr

als 200 Diplomarbeiten erfolgreich erarbeitet und verteidigt.

Eine Vielzahl der jungen Ingenieure fand im Anschluss an ihr

Studium den sofortigen Eintritt in das Berufsleben bei den

betreuenden Firmen.

Darüber hinaus entwickelte sich

eine enge Zusammenarbeit des

Forschungsinstituts mit der In-

dustrie, welche die hohe Quali-

fikation der angehenden Absol-

venten sehr schätzt.

Des Weiteren promovierten in diesem Zeitraum fünf Mitar-

beiter und Angehörige ausländischer Universitäten.

Am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik werden derzeit drei

Promotionsverfahren betreut.





Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bearbeitet schwerpunktmäßig Projekte, in deren

Mittelpunkt die Optimierung des Verbrennungsprozesses steht. Die Reduzierung der

Schadstoffemission bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades ist dabei eines der wichtigsten

Entwicklungsziele. Dafür werden sowohl innermotorische als auch nachmotorische Maßnahmen

untersucht.

Ausgewählte Forschungsprojekte

Im Rahmen dieses Projektes wurde ein modernes Abgasnachbehandlungssystem für

Nutzfahrzeugmotoren zur Erreichung der EUROV-Grenzwerte entwickelt. Ein wichtiges Projektziel

bestand in der Volumenminimierung des eingesetzten NO -Speicher-Katalysators durch

Anwendung neuer Speichermaterialien sowie durch zusätzliche innermotorische Erzeugung eines

Reduktionsmittels. Als Basisapplikation diente ein EUROIII-Motor.

Innerhalb der Projektlaufzeit von drei Jahren

wurden von den Projektpartnern (JM, AVL, DC,

sechs Universitäten) verschiedene Kataly-

satorformulierungen untersucht und optimiert,

kinetische Modelle für die ablaufenden che-

mischen Reaktionen erstellt sowie umfang-

reiche Prüfstandsuntersuchungen durchge-

führt.

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik

zeichnete für die Prüfstandsuntersuchungen

verantwortlich. Hier erfolgte neben der Unter-

suchung der neuartigen NO -Speicherkataly-

satoren im Vergleich zu einem Referenz-Katalysator die Optimierung der fett-mager-Phasen sowie

die Identifizierung wichtiger Einflussgrößen auf die Funktion des Speicherkatalysators. Neben dem

DeNOx-System enthielt das Endsystem einen neuartigen Partikelfilter, welcher innerhalb des EU-

Projektes COMET entwickelt wurde.

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EU-Projekt:AHEDAT - Advanced Heavy Duty Engine Aftertreatment Technology

2002 wurde das Brennstoffzellenprüffeld des Forschungsinstituts in Betrieb

genommen. Es beinhaltet einen Prüfstand zur Untersuchung von PEM-

Brennstoffzellen bis zu einer Leistung von 5 kW und einen Prüfstand zur

Untersuchung von SOFC-Brennstoffzellen bis zu einer Leistung von 1 kW.

Das Brennstoffzellenprüffeld wird sowohl für die Ausbildung der Studenten

als auch im Rahmen von Forschungsprojekten genutzt. Die Abbildung zeigt

einen gekapselten 30-Zellen-SOFC-Stack mit applizierter Messtechnik zur

Überwachung von Zellspannung und Temperatur.

Alternative Konzepte


Heute stehen dem Institut vier stationäre und ein dynamischer

Motorenprüfstand für Entwicklungsaufgaben an Otto- und

Dieselmotoren im Leistungsbereich bis

470 kW und im Drehzahlbereich bis 9000 min

zur Verfügung.

Die Prüfstandsperipherie ist auf die

Durchführung von vollauto-

matischen und normgerechten

Prüfläufen ausgelegt.

-1

Alle Prüfstände sind mit Standardmesstechnik für die limitierten gasförmigen Schadstoffe sowie

falls erforderlich projektbezogen mit spezieller Messtechnik für Sekundäremission (NH , H S, N O

etc.) ausgestattet. Die Analyse der Partikelemission erfolgt je nach Bedarf gravimetrisch mittels

Verdünnungstunnel, mit einem Opacimeter oder einem Smokemeter. Darüber hinaus kann die

Partikelanzahl, ihre Größe und ihre Verteilung bestimmt werden. Die Analyse des Brennverlaufs

erfolgt mittels eines vom FiF selbst entwickelten ASAM-konformen Indiziersystems.

Im Analytiklabor des Forschungsinstitutes können Kraft- und Schmierstoffe sowie Partikelproben

hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften analysiert werden. Mit der Methode

der Gaschromatografie/Massenspektrometrie sind auch Spurenelemente nachweisbar. Für spezielle

Aufgaben verfügt das Institut über Komponentenlabore und flexibel einsetzbare Messtechnik. Dazu

zählen:

der Einspritzpumpenprüfstand, ausgestattet mit Einspritzmengenindikator (EMI, EVI) und

Indiziermesstechnik

das Einspritzlabor, welches über eine Druckkammer (max. 16 bar, 300 °C) und ein optisches

Messsystem für die Untersuchung von Einspritzphänomenen verfügt

das Brennstoffzellenlabor für die Untersuchung von PEM-Brennstoffzellen bis etwa 5 kW und

SOFC-Brennstoffzellen bis ca. 1 kW

ein endoskopisches Messsystem mit entsprechender Hard- und Software zur Analyse von

Einspritz- und Verbrennungsprozessen im Motor.

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Technische Ausrüstung

Seite 3 Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik

Die aktuell am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bearbeiteten Forschungsschwerpunkte sind in

der folgenden Grafik dargestellt.

Eine wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche

Entwicklungsarbeit ist die Ausrüstung mit modernster

Mess- und Prüftechnik sowie einer leistungsfähigen

Hard- und Software.

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik war daher stets

bestrebt, seine technische Basis zu erweitern und kann

heute auf eine Vielzahl universell einsetzbarer und sich

ergänzender Prüf- und Messtechnik verweisen.

Im Verbund mit einer modernen Rechentechnik

ermöglicht dies, schnell und flexibel auf spezifische

Kundenanforderungen zu reagieren.


Direkteinspritzende Dieselmotoren stellen zurzeit die effizienteste Energiequelle für Nutzfahrzeuge

dar. Problematisch sind jedoch die hohen Stickoxid- (NO ) und Partikelemissionen, die bei der diesel-

typischen Diffusionsverbrennung gebildet werden. In den letzten Jahren wurden immer strengere

Emissionsgrenzwerte erlassen, die nur unter Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen

eingehalten werden können. Ein anderer Ansatz, diese Anforderungen zu erfüllen, ist die

innermotorische Schadstoffreduktion. Hierzu kommen alternative Brennverfahren mit homogener

Gemischbildung (HCCI) zur Anwendung. Mit diesem Brennverfahren konnten bereits sehr niedrige

NO - und Rußemissionen in der Teillast nachgewiesen

werden.

In einem von der FVV geförderten Forschungsprojekt

wurden an einem mit Oberflächen-Thermoelementen

bestückten Nfz-Aggregat Untersuchungen zum

Wandwärmeübergang durchgeführt. Der instrumen-

tierte Kolben ist in der nebenstehenden Abbildung zu

sehen.

X

X

FVV-Projekt: Homogene Dieselverbrennung – TP3 Wärmeübergänge

Die Verpflichtung der europäischen Automobilindustrie, die durchschnittliche CO -Emission bis zum

Jahr 2008 um 25 % gegenüber 1995 zu senken, stellt eine große Herausforderung an die weitere

Entwicklung der Verbrennungsmotoren dar. In der jüngsten Vergangenheit konnten beim

Dieselmotor durch moderne Einspritzverfahren erhebliche Fortschritte beim Wirkungsgrad und den

Emissionen erzielt werden. In gleicher Weise wird davon ausgegangen, dass die Benzindirekt-

einspritzung beim Ottomotor ein ähnliches Entwicklungspotenzial eröffnet.

Eine wesentliche Voraussetzung, die gesteckten Ziele zu erreichen, dürfte in der Entwicklung

geeigneter Einspritztechnologien für das strahlgeführte Gemischbildungsverfahren liegen, die eine

gezielte Beeinflussung der bestimmenden Parameter Strahlkegelwinkel, Tropfengrößenverteilung

und Eindringtiefe erlauben. Einspritzdüsen mit variablem Drall bieten umfangreiche Möglichkeiten,

die geforderte Einspritzcharak-

teristik zu realisieren. Aller-

dings erstreckte sich bisher das

Einsatzgebiet dieser Düsenart

im Wesentlichen auf konti-

nuierlich arbeitende Brenner-

systeme. In diesem Förder-

projekt erfolgte die Entwick-

lung eines Prototypen einer

diskontinuierlich arbeitenden

Einspritzdüse mit variablem

Drall für den Einsatz im Ver-

brennungsmotor.

2

AiF-Projekt: Variable Dralldüse für den Einsatz im Ottomotormit Direkteinspritzung

Düsennadel

InjektorEinspritzdüse

DüseneinsätzeDrallkammer





Testobjekt DPF

Motor Liebherr D 924 TI-E A2

In den letzten Jahren hat der Forschungsschwerpunkt Abgasnachbehandlung für Dieselmotoren

ständig an Bedeutung gewonnen. Bereits seit 1991 wird kontinuierlich an der Entwicklung von

Partikelfilterkonzepten für den On- und Off-Road-Bereich gearbeitet. Aktuell lassen sich etwa 70 %

der am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bearbeiteten Projekte diesem Schwerpunkt zuordnen.

Hauptauftraggeber sind hier neben der öffentlichen Hand die Firmen VW, DaimlerChrysler, Liebherr,

Umicore, Rhodia Electronics & Catalysis, HJS, Purem, Emitec, Inco, Greentop etc.

War 1991 die Nachrüstung von Linienbussen mit einem Partikelfiltersystem und dessen Bewertung

der Einstieg in die Abgasnachbehandlung am FiF, so wurden diese Aufgabengebiete in den

Folgejahren um die Konzeption von Partikelfiltersystemen, die Erprobung und Bewertung neuer

Filterwerkstoffe und die Entwicklung zuverlässiger Regenerationsstrategien erweitert.

Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt ist

die Untersuchung von Dieseloxi-

dations- und DeNOx-Katalysatoren ein-

schließlich der Entwicklung von Steuer-

und Regelstrategien bis hin zum Entwurf

hochkomplexer Kombisysteme.

Aktuelle Projekte befassen sich darüber

hinaus mit der Erprobung von Sensoren

für die Überwachung der Abgasnach-

behandlungssysteme wie zum Beispiel

Partikel-, NO - oder NH -Sensoren. Das

nebenstehende Foto zeigt die Erpro-

bung eines Partikelfilters am Motoren-

prüfstand.

X 3

Entwicklung und Erprobung von Abgasnachbehandlungssystemen

Die Untersuchung und Bewertung von alternativen Kraftstoffen, dazu gehören synthetische und

biogene Kraftstoffe, soll zukünftig am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik einen stärkeren

Stellenwert einnehmen. In der Vergangenheit wurden bereits Projekte zu Auswirkungen biogener

Kraftstoffe auf die Schadstoffemission von Dieselmotoren bearbeitet. Dabei ist sowohl der Einfluss

auf das Emissionsverhalten der limitierten Komponenten Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe,

Stickoxide und Partikel als auch der Einfluss auf weitere Abgasparameter, u.a. die Emissionen von

Elementarkohlenstoff und Aldehyden sowie die Partikelanzahlkonzentration, ermittelt worden.

In der Zukunft sollen neue Brennverfahren unter Berücksichtigung der neuen Kraftstoffe und

Kraftstoffmischungen entwickelt werden. Hierbei sollen sowohl Qualitätsanforderungen an neue

Kraftstoffe als auch deren Potenzial zur Emissionsminderung untersucht werden.definiert

Neue Kraftstoffe

Profil


Organisatorisch gehört das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik nach §109 des Sächsischen

Hochschulgesetzes zum Fachbereich Maschinenbau/Verfahrenstechnik. Die Mitarbeiter des

Instituts geben Unterstützung bei der Durchführung von Vorlesungen, Übungen, Praktika und

Seminaren im Lehrgebiet Kraftfahrzeugtechnik-Antriebstechnik. Studenten haben die Möglichkeit,

im Rahmen dieser Arbeitsgebiete praxisnahe Beleg- und Diplomthemen zu bearbeiten. Durch die

enge Verbindung von Forschung und Lehre leistet das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik einen

wichtigen Beitrag zur hohen Ausbildungsqualität der Studenten des Fachbereiches

Maschinenbau/Verfahrenstechnik, insbesondere des Studienganges Fahrzeugtechnik. Die Durch-

führung von Praktika an moderner Technik und die aktive Mitarbeit von Studenten, Praktikanten und

Diplomanden gewährleisten eine optimale Vorbereitung der Absolventen auf den späteren Einsatz

in der Industrie. Umgekehrt nutzt das Institut die Infrastruktur der Hochschule. So wurden seit

Bestehen des Forschungsinstituts mehr als 200 Diplomarbeiten erfolgreich verteidigt. Darüber

hinaus erfolgt im Praxissemester die Betreuung von jeweils 10 bis 15 Studenten und es werden pro

Semester zwei bis drei Praktikumsversuche für die etwa 80 Studenten der Fahrzeugtechnik

durchgeführt.

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik bietet seinen Auftraggebern umfassende Unterstützung

bei Problemlösungen in den Bereichen Verbrennungsmotoren, Abgasnachbehandlung,

computergestützte Berechnung und Simulation sowie bei der Untersuchung von alternativen

Konzepten. Am Institut werden sowohl öffentlich geförderte Forschungsthemen als auch direkte

Aufträge der Industrie .

Seit Bestehen des Forschungsinstituts Fahrzeugtechnik wurden die Drittmitteleinnahmen kontinu-

ierlich gesteigert und das Institut hat

sich einen festen Platz in der

Forschungslandschaft der Bundes-

republik Deutschland erobert. Dies

belegen auch die Vielzahl der

öffentlich geförderten Projekte, die

zusammen mit Partnern aus der

Industrie und anderen Forschungs-

einrichtungen bearbeitet wurden. So

konnten in den letzten 15 Jahren

insgesamt zwei EU-, sechs BMBF-

und acht durch den Freistaat Sachsen

geförderte Projekte realisiert wer-

den. Hinzu kommen drei im Rahmen

der Fachhochschulförderung bewilligte Projekte, sowie vier Projekte durch die Deutsche Bundes-

stiftung Umwelt (DBU) und vier Projekte durch die Forschungsvereinigung Verbrennungs-

motoren e.V. (FVV). Daneben sind zahlreiche direkte Industrieprojekte mit einem Gesamtvolumen

von ca. acht Millionen Euro realisiert worden.

bearbeitet




1992

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik wird von

im Zuge der Hochschulreform als überwiegend

drittmittelfinanziertes Institut der Hochschule für

Technik und Wirtschaft Dresden (FH) gegründet.

Hervorgegangen aus dem Institut für Kraft-

fahrzeugtechnik und Verbrennungsmotoren der

ehemaligen Hochschule für Verkehrswesen

"Friedrich List" Dresden und dem Technikum für

Diagnostik und Zuverlässigkeit entwickelt sich das

noch junge Institut in den Folgejahren zu einem

anerkannten und kompetenten Partner der Automobil-

und Zulieferindustrie.

Prof. Dr.-Ing. habil. G. Oppermann

2006

Prof. Dr.-Ing. G. Zikoridse

übernimmt die Leitung des Instituts. Er ist bereits seit

1994 am Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik beschäftigt

und etabliert in dieser Zeit den zunehmend wichtigeren

Forschungsschwerpunkt Abgasnachbehandlung am

Institut. Als Ergebnis dieser Aktivitäten wird im

Jahr 2000 der Förderkreis Abgasnachbe-

handlungstechnologien für Dieselmotoren (FAD)

gegründet, zu dessen Geschäftsführer

Prof. Zikoridse bestellt wird. Seit September

2006 leitet er beide Institutionen.

1995

Prof. Dr.-Ing. habil. E. Bach

Prof. Oppermann übergibt die Leitung des Forschungsinstituts an

seinen langjährigen Mitarbeiter und Stellvertreter

.

Er forciert den weiteren Ausbau der mess- und

prüfstandstechnischen Basis des Instituts. 1996

bezieht das FiF im neuen Laborgebäude der

HTW drei Prüfstände, 1998 wird das

Containerprüffeld fertiggestellt. Durch

diese Maßnahmen konnten die sich

zuvor an verschiedenen Standorten

befindenden Prüfstände auf dem

Campus der HTW zusammengefasst

werden.

Geschichte

Seite 1 Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik Sonderdruck 15 Jahre Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik Seite 10

Das Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik konnte sich in den 15 Jahren des Bestehens der HTW

Dresden (FH) unter den durch das Sächsische Hochschulrahmengesetz geschaffenen Bedingungen

für die angewandte Forschung an Fachhochschulen zu einer eigenständigen wissenschaftlichen

Einrichtung entwickeln. Mehr als 20 wissenschaftliche und technische Mitarbeiter werden über

Einnahmen aus Drittmitteln finanziert.

Um im Wettbewerb mit anderen Hochschulen, Universitäten und privaten Forschungs-

einrichtungen erfolgreich bestehen zu können, ist eine ständige Weiterentwicklung der

Arbeitsinhalte, der technischen Ausstattung sowie die Strukturanpassung an das Sächsische

Hochschulrahmengesetz erforderlich.

Die Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des Instituts werden in den kommenden Jahren

auf die weitere Erhöhung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren durch Verbesserung der

Einspritzung, der Gemischbildung und Entwicklung neuer Brennverfahren, auf die Erfüllung

zukünftiger Abgasgrenzwerte mithilfe der Abgasnachbehandlung und alternativer Konzepte sowie

auf neue Kraftstoffe ausgerichtet sein.

Resümee / Ausblick




Zusammenarbeit.




Zusammenarbeit.


Kontakt

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH)Forschungsinstitut FahrzeugtechnikProf. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse

Friedrich-List-Platz 101069 Dresden

+49 (351) 462 - 3344

+49 (351) 462 - 3476

E-Mail [email protected] www.fif.mw.htw-dresden.de

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Sonderdruck15 Jahre


Sonderdruck15 Jahre


Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH)University of Applied Sciences


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