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K. Gacsai:
"Evaluierung des möglichen C02-Einsparpotentials bei gleichzeitiger Optimierung von motor- und kraftstoffseitigen Maßnahmen bei Ottomotoren";
Supervisor: B. Geringer, J. Graf; Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik, 2016; final examination: 2016-03-30.

Both engine developers and fuel producers are focussing nowadays on the reduction of the fuel consumption and the greenhouse gas emissions, which are created during the combustion process. The decrease of the law restricted harmful substances like HC, CO, NOx and PM is feasible with corresponding exhaust gas after treatment technologies and engine management strategies. In contrast to these measures the required alleviation of the C02 emissions with the help of these solutions is not always possible. lt results, that the search for optimized combustion engines and alternative energy sources is in the focus of the vehicle development.

On the one hand engine measures like downsizing in combination with turbocharging as weil as lean combustion offer the opportunity to lower the C02 emissions especially in the urban transport. A variable compression ratio and the Miller- or Atkinson-cycles can make a considerably contribution additionally to fulfil the strictly target values. On the other hand the replacement of conventional gasoline with promising gaseous or liquid fuel options leads to further savings potential of spark ignition engines. Due to the increased knack resistance as weil as improved vaporization properties of certain alternative fuels, the greenhouse gas emissions can be mitigated.

Although the above mentioned single alternatives to reduction of the C02 emissions serve, the combined use of different engine and fuel measures promises additional improvement Potential. Through the simultaneously application of various combination, the greenhouse gas emissions can be decreased by 40-50 [%] in compare to traditionally naturally aspirated gasoline-engines.
Besides the achievable savings potential of different fuel options the price at the filling Station and the life cycle assessment can play an important role during the evaluation of the Final results. For this reason, such factors have to take into account in order to make an appropriate statement for or against the single measures.

Heutzutage beschäftigen sich weltweit sowohl die Motorkonstrukteure, als auch die Kraftstoffhersteller mit der Verringerung des Kraftstoffverbrauches und die damit einhergehenden Treibhausgasemissionen, die während des Verbrennungsprozesses entstehen. Im Gegensatz zu den gesetzlich eingeschränkten Schadstoffen wie HC, CO, NOx sowie PM, die mit Hilfe von entsprechenden Abgasnachbehandlungs- und Motormanagementsystemen erfolgreich limitiert werden können, ist die notwendige Verminderung der C02-Emissionen mit Hilfe von diesen Maßnahmen nicht machbar. Dies hat zur Folge, dass die Suche nach optimierten Verbrennungskraftmaschinen und alternativen Energieträgern zurzeit im Fokus der Fahrzeugentwicklung steht.

Motorseitige Maßnahmen wie unter anderem Downsizing mit Aufladung sowie der Magerbetrieb bieten sich als angemessene Lösungen, um den C02-Ausstoß insbesondere im Stadtverkehr zu reduzieren. Zusätzlich können ein variables Verdichtungsverhältnis und die Miller- oder Atkinson-Zyklen einen wesentlichen Beitrag zur Erfüllung der strengen Zielwerte leisten. Auf der anderen Seite führt der Ersatz von herkömmlichem Benzin durch vielversprechende gasförmige oder flüssige Treibstoffoptionen zu weiteren Einsparpotentiale an Fremdzündungsmotoren. Aufgrund der erhöhten Klopffestigkeit sowie verbesserten Verdampfungseigenschaften von bestimmten alternativen Kraftstoffen, lassen sich die Treibhausgasemissionen signifikant mildern.

Obwohl die oben aufgeführten einzelnen Alternativen zur Absenkung der C02 Emissionen dienen, verspricht die kombinierte Applikation von diversen motor- und kraftstoffseitigen Maßnahmen weitere erhebliche Verbesserungspotentiale.
Zukunftsträchtige Kombinationen bei Motor und Kraftstoff können den C02-Ausstoß während des Fahrzeugbetriebs um sogar 40-50 [%] im Vergleich zu konventionellen Benzin-Saugmotoren reduzieren.

Neben den erzielbaren Einsparpotentialen von verschiedenen Kraftstoffoptionen spielen bei der Evaluierung der Endergebnisse der Preis an der Zapfsäule sowie die Ökobilanz über den gesamten Lebensweg eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund müssen solche Faktoren auch betrachtet werden, um eine angemessene Aussage für oder gegen die einzelnen Maßnahmen treffen zu können.