Die Potentiale zur Kraftstoffeinsparung und Emissionsreduzierung des elektromechanischen Ventiltriebs (EMV) wurden bereits in zahlreichen Untersuchungen an Motorprüfständen nachgewiesen und dargestellt. Um diese Potentiale im Fahrzeugeinsatz voll zu nutzen, werden neben der Änderung des Ventiltriebs auch Änderungen in der Fahrzeugelektronik erforderlich. In dem hier beschriebenen Beitrag wurde zur Entwicklung eines EMV-Demonstrationsfahrzeuges an einem Ford Mondeo der serienmäßige Nockenwellentrieb durch den elektromechanischen Ventltrieb ersetzt. Die bestehende Motorsteuerung wurde ebenfalls durch eine speziell entwickelte EMV-Motorsteuerung ausgetauscht. Als günstiges Konzept zeigte sich eine drehmomentbasierende Motorsteuerung, die über einen schnellen CAN-Datenbus das Ventiltriebs-Modul steuert. Außerdem wurde ein käufliches grafisches Entwicklungstool für Motorfunktionen integriert, um eine schnelle Entwicklung und Übertragbarkeit der entwickelten Funktionen auf verschiedene Motorsteuerungen zu gewährleisten. Zum Erreichen von niedrigen Emissionswerten im realen Fahrzeugbetrieb ist das Kaltstart- und Warmlaufverhalten des EMV-Motors besonders wichtig. Daher wird dieses Thema neben der Beschreibung der drosselfreien Laststeuerung, der Restgassteuerung und der Steuerung der Ladungsbewertung ausführlich abgehandelt. Das im Kaltstart verwendete Ladungswechselsteuerverfahren 'Spätes Einlass Öffnet' beschleunigt das Frischgemisch beim Öffnen des Einlassventils in der Ansaug- oder Kompressionsphase des Arbeitsprozesses sehr stark und führt zu einem deutlich verringerten Niveau der Kohlenwasserstoffemissionen beim Start. Die Reduzierung der Wandfilmbildung bei diesem Steuerverfahren ermöglicht ein besseres Übergangsverhalten in den Leerlauf. Ein spätes Öffnen des Auslassventils führt zu einer verbesserten Nachverbrennung im Zylinder und zu höheren Abgastemperaturen. Bei den Start- und Instationäruntersuchungen hat sich gezeigt, dass durch die arbeitsspielbezogene Steuerung der Ladungszusammensetzung und der Ladungsbewegug gegenüber einem gedrosselten Motorkonzept erhebliche Systemvorteile zur Optimierung der Emissionen und der Lastannahme vorliegen.
Darstellung der Potentiale des elektromechanischen Ventiltriebs im Fahrzeugbetrieb
Benefits of the electromechanical valve train in vehicle operation
1999
28 Seiten, 15 Bilder, 29 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Otto-Motor , Pkw (Personenkraftwagen) , Ventilsteuerung , Einlassventil , Auslassventil , Kraftstoffverbrauch , Kraftstoffeinsparung , Abgasemission , Emissionsminderung , Kohlenwasserstoff , Kaltstart , Kraftfahrzeugelektronik , elektronische Steuerung , elektronische Steuerung und Regelung , elektronische Regelung , CASE (computer aided software engineering) , Leerlauf , Nachverbrennung , Motorsteuerung
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