Optimierte konventionelle und neue ottomotorische Brennverfahren zeigen hohes Potential bezüglich Kraftstoffverbrauch und Emissionen. In dieser Arbeit werden unterschiedliche ottomotorische Brennverfahren anhand eines repräsentativen Betriebspunkts von einem Einzylinder- Forschungsmotor verglichen. Die Vor- und Nachteile der konventionellen und neuen ottomotorischen Betriebsstrategien werden mittels thermodynamischer Verlustteilung analysiert. Technologien wie variable Ventilsteuerung und/oder Benzin-Direkteinspritzung ermöglichen es, neue ottomotorische Betriebsstrategien zu realisieren. Um den Ottomotor zu entdrosseln und die Ladungswechselarbeit zu verringern, werden Strategien wie 'Frühes Einlass Schließt' (SI-VVA), auch kombiniert mit hohem Restgasanteil (SI-VVA+) verfolgt. Darüber hinaus ermöglicht die neue kontrollierte Selbstzündung beim Ottomotor (CAI) niedrige Emissionen und deutliche Kraftstoffverbrauchsvorteile, erfordert aber erhöhten Regelungsaufwand. Als Referenz mit dem höchsten thermodynamischen Potential wird zusätzlich das strahlgeführte geschichtete Brennverfahren (SI-STRAT) dargestellt. Ein positiver Ventilüberschnitt bietet die Möglichkeit höhere Mengen an Restgas zurückzuführen und durch die Ladungsverdünnung weitere Vorteile zu erzielen. Die Grenze der Inertgasverdünnung ergibt sich bei den fremdgezündeten Brennverfahren durch die Verbrennungsstabilität. Die Emissionen, insbesondere NO(x), stellen in diesem Zusammenhang einen weiteren nennenswerten Vorteil dar. Außerdem bietet eine vollständige Variabilität im Ventiltrieb auch die Möglichkeit, das CAI Brennverfahren mit seinem vollen Potenzial darzustellen.
Thermodynamische Potentialanalyse des ottomotorischen Brennverfahrens mit vollvariablem Ventiltrieb. Synergien zwischen Benzindirekteinspritzung und vollvariablem Ventiltrieb
2006
12 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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