Motivation & Zielstellung

    Im Rahmen von eta-up – Steigerung des Gesamtnutzungsgrads und Reduzierung der Reibverluste am mittelschnelllaufenden Schiffsmotor – sollen Maßnahmen erforscht und verifiziert werden, die es erlauben die Reibverluste von aktuellen mittelschnelllaufenden Großmotoren signifikant zu  senken und den Gesamtnutzungsgrad dieser Motoren auch in Schiffsanwendungen auf das Niveau von schnelllaufenden Diesel- und Gasmotoren in modernen Block-Heiz-Kraftwerken (BHKW) zu  heben. Im Ergebnis soll damit eine deutliche Senkung des primären Energiebedarfs der Schiffe bei unveränderten Leistungsparametern und damit einhergehend eine signifikante Reduzierung der betriebsbedingten Emissionen erreicht werden. Für die Anwendung am mittelschnelllaufenden Großmotor müssen technische Lösungen, die in den vergangenen Jahren an schnelllaufenden Motoren untersucht wurden, hinsichtlich ihrer Effektivität neu bewertet werden. Des Weiteren sollen neuartige Lösungsansätze und -methoden erforscht werden, die den besonderen Rand- und Betriebsbedingungen von Großmotoren Rechnung tragen. Eine besondere Herausforderung besteht in der Erforschung neuartiger, für den Mittelschnellläufer geeigneter Versuchsmethoden zur genauen Bestimmung der Gesamtreibverluste und deren Aufteilung auf die einzelnen Teilsysteme bzw. Tribopartner.

    Der Gesamtausnutzungsgrad von mittelschnelllaufenden Schiffsmotoren soll in Quantität und im Speziellen in Qualität erhöht werden. Durch eine Steigerung des Gesamtnutzungsgrads des Motors können dem Schiffs- und Bordbetrieb neben primärer mechanischer Antriebsleistung auch weitere hochwertige und direkt nutzbare Energieströme zur Verfügung gestellt werden. Dazu müssen die heute am Schiffsmotor auftretenden und auskoppelbaren Abwärmeströme auf Temperaturniveaus gehoben werden, die deren weitere direkte Nutzung ermöglichen oder eine effiziente Umwandlung in mechanische Arbeit erlauben. Dabei darf der effektive Wirkungsgrad des Motors nicht negativ beeinflusst werden. Bei richtiger Integration dieser zusätzlichen Energieströme in zukünftige Energie- und Antriebsanlagenkonzepte lassen sich entsprechende Gewinne im Gesamtwirkungsgrad erreichen.

    Im Rahmen der Forschungsarbeiten müssen für den Großmotor optimierte experimentelle Analysemethoden erforscht werden. Diese sind mit geeigneten numerischen Methoden zu ergänzen, um vollständige und übertragbare Ergebnisse zum Einfluss unterschiedlicher reibungssenkender Maßnahmen am Großmotor zu erhalten. Davon ausgehend sollen Produktentwicklungsprozesse analysiert und beschrieben werden, die zukünftig eine effiziente Übertragung der im Projekt exemplarisch ermittelten Detaillösungen in marktrelevante Produkte und Systeme ermöglichen. Dadurch sollen Innovationszyklen signifikant verkürzt werden. Die im Projekt angewendeten experimentellen und simulationsgestützten Forschungs- und Entwicklungswerkzeuge sollen soweit optimiert und verifiziert werden, dass sie für zukünftige kommerzielle Entwicklungsprozesse unabhängig vom Brennverfahren (d. h. für Diesel-, Dual-Fuel- und Gasmotoren) bereit stehen.

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