<div class="section abstract"><div class="htmlview paragraph">Synthetic fuels for internal combustion engines offer CO₂-neutral mobility if produced in a closed carbon cycle using renewable energies. C1-based synthetic fuels can offer high knock resistance as well as soot free combustion due to their molecular structure containing oxygen and no direct C-C bonds. Such fuels as, for example, dimethyl carbonate (DMC) and methyl formate (MeFo) have great potential to replace gasoline in spark-ignition (SI) engines. In this study, a mixture of 65% DMC and 35% MeFo (C65F35) was used in a single-cylinder research engine to determine friction losses in the piston group using the floating-liner method. The results were benchmarked against gasoline (G100). Compared to gasoline, the density of C65F35 is almost 40% higher, but its mass-based lower heating value (LHV) is 2.8 times lower. Hence, more fuel must be injected to reach the same engine load as in a conventional gasoline engine, leading to an increased cooling effect. To determine this effect, the temperatures of the cylinder liner and piston of the research engine were measured. Depending on the load point, friction losses were reduced by up to 12.6% compared to gasoline operation. Although the floating-liner engine is operated with port fuel injection (PFI), the temperatures of the cylinder liner dropped by up to 4°C and those of the piston by up to 8°C. C65F35 therefore not only shows decreased emissions, but also leads to a reduction in friction losses, mainly due to the lower temperatures in the combustion chamber.</div></div>

ZusammenfassungDie mechanischen Verluste von Verbrennungsmotoren hängen maßgeblich von den auftretenden Reibkräften innerhalb der Kolbengruppe ab. Da die Kolbengruppe das komplexeste tribologische System im Motor darstellt, ist ein hohes Systemverständnis notwendig, um die Bauteile gezielt zu optimieren. Um dieses Maß an Systemverständnis zu generieren, müssen die auftretenden Reibungsverluste direkt und kurbelwinkelaufgelöst gemessen werden. Eine Möglichkeit dazu bietet die Floating-Liner Methode, bei der in Einzylinder Forschungsmotoren die Laufbuchse axial schwimmend auf Kraftmessdosen gelagert wird. Eine Einschränkung dieser Messmethode ist die hohe Anfälligkeit für Störungen, vor allem aus Schwingungen des Motorbetriebs. Ein Teil dieser Schwingungen stammt aus dem Nockenwellen-Antrieb und dem bei Einzylindermotoren typischerweise verbauten Massenausgleich. Riementriebe mit kontinuierlichem Zahneingriff wie beispielsweise doppelschrägverzahnte Riemen können in der Theorie den Schwingungseinfluss dieser Antriebe reduzieren. Aus diesem Grund wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei Riementriebe eines Einzylinder Forschungsmotors zur Reibkraftmessung nach dem Floating-Liner Prinzip mit solch doppelschrägverzahnten Riemen ausgestattet. Der kontinuierliche Zahneingriff reduziert die mittlere Schwingungsbreite der auftretenden Schwingungsanregung des Kraftsignals in Abhängigkeit der Motordrehzahl um bis zu 22 %. Eine genaue Schwingungsanalyse zeigt zudem, dass, im Gegensatz zum geradverzahnten Riemensystem, keine Anregungen durch die verbauten Riemenscheiben mehr auftreten. Zusätzlich wird die Amplitude der Schwingungsanregung der Kraftmessung reduziert. Insgesamt bieten somit doppelschrägverzahnte Riementriebe eine einfache Möglichkeit, die Störgrößen in für Schwingungen anfälligen Systemen, wie den Forschungsmotoren zur Reibkraftmessung, deutlich zu reduzieren.