In dem vorliegenden Artikel der AVL List in Graz wird die grundsätzliche Möglichkeit untersucht, niedrigste Emissionen mit im Vergleich zur Serie nur geringfügig modifizierten Technologieelementen zu erreichen. Die Vorzüge des Dieselmotors mit Direkteinspritzung führten in Europa zu einem Marktanteil von 40 %, der zufolge der ACEA Selbstverpflichtung - die Kohlendioxid-Emission auf 140 g/km in 2008 zu senken - weiter steigen wird. Die Herausforderung liegt in der Erzielung von extrem niedrigen Abgasemissionen, da jede verbrauchsoptimale Verbrennung mit hohen NO(x)-Emissionen verbunden ist. Da der Dieselmotor höhere Herstellkosten als vergleichbare Ottomotoren aufweist, darf die Entwicklung eines neuen Brennverfahrens nicht in eine Technologieakkumulation von neuen, nicht serienerprobten Elementen münden. Der hohe Prozesswirkungsgrad der Dieselverbrennung darf hierbei nicht aufgegeben werden. Die Grundzüge der alternativen, weitestgehend ruß- und NO(x)-freien, Dieselverbrennung werden erläutert. Durch die Ladungsverdünnung, im Algemeinen durch Beimischung von verbranntem Abgas und Ladungshomogenisierung wird die örtliche Verbrennungstemperatur soweit abgesenkt, dass die Stickoxidbildung vermieden wird. Durch Gemisch-Homogenisierung oder noch niedrigere Verbrennungstemperaturen, als sie zur NOx-Vermeidung notwendig sind, kann die Rußbildung unterbunden werden. Die Gemischhomogenisierung bedingt, dass die Einspritzung abgeschlossen werden muss, bevor die Verbrennung beginnt. Die vier möglichen Brennverfahren (HCCI, DCCS, HCLI, HPLI) werden diskutiert. Es wird festgestellt, dass all diese Verfahren nur für die Teillast geeignet sind. Die dargestellten Ergebnisse basieren auf Einzylinderuntersuchungen. Forschungsarbeiten an einem Vollmotor haben gezeigt, dass sich die Erkenntnisse weitestgehend auf Mehrzylindermotoren übertragen lassen. Die stationär unter betriebswarmen Motorbedingungen durchgeführten Untersuchungen lassen erkennen, dass unter der eingangs genannten Restriktion (Verwendung von seriennahen Technologien) ein deutliches Emissionspotential besteht, ohne die Volgasfähigkeit zu beeinträchtigen. Dies bedingt jedoch die Anwendung verschiedener Gemischbildungs- und damit Verbrennungsstrategien für unterschiedliche Motorenkennfeldbereiche. Die Hauptaufgabengebiete für zukünftige Entwicklungsarbeiten liegen daher in der Darstellung einer optimalen Prozessführung, um sowohl stabile stationäre Betriebszustände gegenüber Parametervariationen zu gewährleisten, als auch transiente Übergänge von einer Betriebsstrategie auf die nächste regeln zu können. Dafür wird ein close-loop MIMO-Regelungskonzept (Multiple Imput, Multiple Output) verwendet, welches neben konventioneller Eingangsgrößen auch eine verbrennungsrelevante Kenngröße erfasst.
Alternative Brennverfahren. Ein Ansatz für den zukünftigen Pkw-Dieselmotor
Alternative combustion processes. An initial attempt at the future passenger car diesel engine
Motortechnische Zeitschrift ; 64 , 9 ; 718-727
2003
7 Seiten, 10 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Pkw (Personenkraftwagen) , Dieselmotor , Brennverhalten , Brennraum (Verdichtung) , Anwendung im Motorenbau , Trend (Entwicklung) , technische Entwicklung , Abgasemission , Abgasrückführung , Ladungswechsel , Kraftstoff-Luft-Gemisch , Gemischbildung , Stickoxid , Direkteinspritzung , Kraftstoffeinspritzung , Kennfeld , Kenngröße , Motoreinstellung , elektronische Regelung , Dateneingabe , Output , transienter Zustand , stationärer Zustand , Abgasanalyse , Kraftstoffverbrauch , Verbrennung (Oxidation)
Alternative Brennverfahren : ein Ansatz fuer den zukuenftigen Pkw Dieselmotor
Kraftfahrwesen | 2003
|Experimentelle Untersuchungen von Erdgas-Diesel Brennverfahren an einem modernen PKW-Dieselmotor
British Library Conference Proceedings | 2012
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