Für eine erfolgreiche Umsetzung eines Downsizing-Konzeptes beim Ottomotor müssen bereits bei niedrigen Drehzahlen hohe Ladedrücke und damit hohe Mitteldrücke darstellbar sein. Um das Potenzial und die Grenzen der Hochaufladung speziell im unteren Drehzahlbereich auszuloten, wurden Untersuchungen an einem 4-Zylinder-Ottomotor mit Fremdaufladung angestellt, wobei der Aufladegrad deutlich gesteigert wurde. Dabei zeigten sich bereits bei moderaten Druckwerten Selbstzündungseffekte, die eine weitere Anhebung des Ladedruckes verhinderten. Im Beitrag werden die Mechanismen und Einflussgrößen für diese Selbstzündungsphänomene beschrieben. Mittels optischer Mess- und Beobachtungstechniken konnte eine schlechte Gemischbildung, die zu einer erhöhten Wandfilmbildung im Brennraum führte, als Ursache für die Selbstzündungsphänomene gefunden werden. Der Wandfilm wird von der Flammenfront entzündet und verbrennt während der Expansions- und Ausschiebephase. Sporadisch kommt es dabei vor, dass der Wandfilmabbrand auch noch sehr spät in der Auslassphase stattfindet und so bis zum Öffnen der Einlassventile eine Zündquelle darstellt. In der Folge wird das einströmende Frischgemisch gezündet, wobei sich die Verbrennung vom Brennraum aus in das Saugrohr fortpflanzt. Durch die Rückzündung in das Saugrohr verbrennt auch hier das Luft-Kraftstoff-Gemisch, wodurch im nächsten Zyklus neben dem Frischgas auch heißes Abgas angesaugt wird und dadurch ausreichend Energie zur Selbstzündung vorhanden ist. Eine wirksame Maßnahme zur Verhinderung der Selbstzündung ist die Vermeidung eines Wandfilmaufbaus im Brennraum. Beim untersuchten Versuchsträger konnte mittels einer luftunterstützten Kraftstoffeinspritzung die Gemischbildung effektiv verbessert werden, wodurch es möglich wurde, die Selbstzündungsgrenze deutlich anzuheben.
Selbstzündungsphänomene an einem hochaufgeladenen Ottomotor und Abhilfemöglichkeiten
Autoignition on a highly supercharged gasoline engine and preventive measures
2005
15 Seiten, 13 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Selbstzuendungsphaenomene an einem hochaufgeladenen Ottomotor und Abhilfemoeglichkeiten
Kraftfahrwesen | 2005
|Systemischer Ansatz zur Effizienzverbesserung am hochaufgeladenen 3-Zylinder Ottomotor
Kraftfahrwesen | 2010
|