Jeder, der von den steigenden Ölpreisen und der
Luftverschmutzung durch fossile Brennstoffe betroffen ist, würde sicher
gern von einer neuen Technologie erfahren, die beide Probleme angeht. Ihre
Anwendung würde die Tage rußiger Abgase aus der steigenden Anzahl von
Dieselmotoren in Lastwagen und Bussen beenden. Bei der Technologie wird ein
Motorenteil leicht modifiziert, und dieses kann auf bestehenden
Fertigungsschienen leicht poduziert werden.
Der
Sonex-Kolben als Schemazeichnung (US-Patent Nr. 5.862.788 vom 26. Januar
1999).
Diese Technologie ist das Ergebnis über
dreißigjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit von Dr. Andrew Pouring,
einem ehemaligen Professor und Vorsitzenden der Abteilung für
Luftfahrtentwicklung an der Marineakademie der USA. Mit seiner Firma Sonex
Research Inc. in Annapolis, Maryland, USA (Webseite: www. sonexresearch.com)
arbeitet er an einer Optimierung des Verbrennungsprozesses durch eine
Kombination chemischer und hydrodynamischer Effekte. Die Ergebnisse der
Forschungen zu dieser Technologie manifestieren sich in einem modifizierten
Design der Hubkolben in Verbrennungsmaschinen.
Die Sonex-Kolben verfügen über einheitlich geformte
Kammern mit Löchern darin, die durch die Turbulenzen der mit hoher
Geschwindigkeit aus den Kammern austretenden Luftströmungen eine
vollständigere Verbrennung gewährleisten (siehe Diagramm).
Die neuen Kolben können auf eine von zwei möglichen
Arten in Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung eingesetzt werden. Ein
Standard-Dieselmotor mit Direkteinspritzung und einer Kompressionsrate von
mehr als 16:1 kann mit den Sonex-Kolben ausgerüstet werden, wodurch eine
Verringerung des Rußausstoßes von rund 50 Prozent und eine Verringerung
der NOx-Emission von zehn Prozent ohne Gasrückflüsse im Auspuff erreicht
wird, und zwar ohne nennenswerten Einfluss auf den Treibstoffverbrauch.
Diese Forschungsergebnisse wurden von den World Renoun Laboratorien der
Ricardo Consulting Engineers in England bestätigt.
Den größten Nutzen bringt die Technologie aber, wenn
die Sonex-Kolben in Direkteinspritzermotoren mit einer Kompressionsrate von
12,5:1 oder niedriger eingesetzt werden. Dieses Design wird
Sonex-kontrollierte automatische Zündung (Sonex Controlled Auto Ignition,
SCAI) genannt. Der SCAI-Prozess kontrolliert grundlegend die homogene
Aufladung und die Kompression bei der Zündung des direkt eingespritzten
Treibstoffs (Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI).
Motorenhersteller weltweit sind auf der Suche nach Kontrollmöglichkeiten
für diesen Prozess, da dadurch die Emissionen und der Treibstoffverbrauch
stark gesenkt werden kann. Der Vorteil des SCAI-Prozesses liegt darin, dass
er Verbrennungsmotoren ohne Zündkerzen in die Lage versetzt, entweder mit
schwereren Treibstoffen wie Diesel oder dem Militärtreibstoff JP5 zu
arbeiten, oder aber mit leichteren Treibstoffen auf Alkoholbasis, die eine
höhere Effizienz und sauberere Abgase gewährleisten. Bei Versuchen in den
Sonex-Laboratorien wurden bei der Verwendung von JP5 in einer
Einzylinder-Maschine mit Sonex-Kolben, die unter Anwendung des
SCAI-Prozesses arbeitet, eine Minderung des Rußausstoßes von etwa 90
Prozent und eine Verringerung der NOx-Emission um etwa 80 Prozent gemessen.
Die Notwendigkeit einer aufwendigen Nachbehandlung der Abgase wird
minimiert.
Das Ergebnis sind erheblich leichtere und dabei
verbrauchsoptimierte Motoren, die mit schwereren oder leichteren
Treibstoffen, einschließlich Benzin, betrieben werden können. Sonex hat
den SCAI-Prozess kürzlich erfolgreich in einer Sechszylindermaschine von
Subaru zur Anwendung gebracht. Dabei wurde militärischer JP5-Treibstoff
unter einem DARPA-Vertrag (Defense Advanced Research Projects Agency)
verwendet, und die Ergebnisse aus den Versuchen mit der Einzylindermaschine
konnten verifiziert werden. Dieseltreibstoffe bieten eine Reihe von
Vorteilen gegenüber Benzin. Sie sind einfacher zu raffinieren, und die
MTBE-Kontaminierung von Treibstofftanks spielt keine Rolle. Ebenso ist
Diesel nicht explosiv, man könnte es sogar zur Brandlöschung verwenden,
also würden der Transport von Diesel zu den Tankstellen auch keine
terroristischen Aktivitäten anziehen. Für mehrere Jahre haben die
US-Militärs versucht, ihren Bedarf auf einen einheitlichen Kraftstoff auf
Kerosinbasis (JP5), ähnlich dem Diesel, umzustellen. Es sind schon mehrfach
Angriffe auf Treibstoffkonvois der US-Truppen im Irak erfolgt, die die
Notwendigkeit zeigen, Verbesserungen zu finden. Der Energiegehalt von Diesel
ist auch höher, da er ein schwererer Treibstoff ist. Die US-Marinekorps
haben bereits erfolgreich eine modifizierte Version der Sonex-Technologie in
ihren unbemannten Fluggeräten (Unmanned Aviation Vehicles, UAV’s, auch
Dronen genannt) eingesetzt. Dank der Sonex-Technologie haben dieselben
Dronen jetzt unter Verwendung schwerer Kraftstoffe eine um 20 Prozent
gesteigerte Reichweite.
Anders als bei der Verwendung von Wasserstoff als Treibstoff, was
gewaltige Umstellungen der Infrastruktur im Verlaufe mehrerer Jahrzehnte
erfordern würde, kann jetzt unter Anwendung der Sonex-Technologie eine
Dieselökonomie aufgebaut werden. Einige Autohersteller bieten aber keine
Dieselmodelle an, oder aber Fahrzeuge mit Dieselantrieb, die aufgrund von
Emissionsproblemen in verschiedenen Ländern nicht zugelassen sind. Mit
Sonex sind weitaus höhere CAFÉ- und EPA-Standards erreichbar. Außerdem
ist diese Technik direkt umsetzbar. Kunden, die sich ein Auto, ein Boot, ein
Flugzeug oder ein anderes Fahrzeug mit einer kolbenbetriebenen
Verbrennungsmaschine zulegen wollen, können sich an die Hersteller wenden
und verlangen, dass der Motor unter Verwendung der Sonex-Technologie gebaut
wird. Die verantwortlichen Behörden können auch veranlasst werden, der
Industrie höhere Standards vorzuschreiben.
Chaiyasak
Angsuwan, Direktor des „Air Transportation Department" eröffnet die
„Pattaya Sun ’n’ Fun 2004" Flugschau.
