Das grundsätzliche Potenzial zur Absenkung des Kraftstoffverbrauchs durch eine schnelle Aufheizung des Motors ist vorhanden, wichtig ist aber, wie die bedarfsabhängige Motorkühlung am Motor umgesetzt wird. Im Beitrag wird ein System vorgestellt, das die Temperatur in der Zylinderkopfdichtung als Führungsgröße heranzieht und dass sich deshalb durch eine bessere Regel- und Dosierbarkeit auszeichnet. Aufgabe war es, ein System zur Temperaturmessung im Kühlmantel des Brennraums zu entwickeln, und damit den Regelkreis zur bedarfsabhängigen Motorkühlung zu betrieben. Die Aufgabe wurde mittels einer Zylinderkopfdichtung gelöst, die mit einer redundant ausgeführten Temperatursensorik bestückt war. Das Gesamtsystem besteht aus einer elektronisch angetriebenen Wasserpumpe, einer Steuerung und der genannten Sensor-Zylinderkopfdichtung. Der integrierte Sensor detektiert zuverlässig alle sprungförmig geänderten Wärmeeinträge. Für die schnelle Aufheizung des Motors eröffnete sich damit erstmalig die Chance, die Motorkühlung bei laufendem Motorbetrieb gänzlich abzuschalten. Der bedarfsgeregelte Kreis mit integrierter ZKD-Sensorik kann bis um Stillstand gedrosselt werden. Temperaturen im Dichtverband, die auf die Überhitzungsgrenze zu laufen, werden trotzdem sicher erfasst. Das komplette System wurde an einem 1.4-l-MPFI-Motor von Ford appliziert und auf dem dynamischen Prüfstand in europäischen Fahrzyklen vermessen. Es konnte in mehreren Wiederholungsversuchen ein Vorteil im Kraftstoffverbrauchsverhalten von 2.9 % für den Motor mit bedarfsabhängiger Kühlung ermittelt werden. Im realen Fahrbetrieb stellte sich der Überlandzyklus mit einem Kraftstoffverbrauchs-Einsparpotenzial von 3.1 % ähnlich dar. Da der Motor im Stadtfahrbetrieb in der tiefen Teillast betrieben wird und die Verbrennung einen nur geringen Wärmeeintrag in den Kühlkreis hat, kann mit dem vorgestellten Konzept eine Abschaltzeit der elektrischen Pumpe von über 90 % der Zykluszeit erreicht werden. Daraus resultieren Vorteile im Kraftstoffverbrauch von über 4 %.
Bedarfsabhängig geregelte Motorkühlung. Versuch und Simulation
Controlled cooling-on-demand system for engine cooling. Tests and simulation
Motortechnische Zeitschrift ; 66 , 3 ; 184-191
2005
7 Seiten, 10 Bilder, 2 Tabellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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