Wasserstoff wird mittelfristig als Kraftstoff einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit und zur Senkung der Umweltbelastung im Verkehrssektor leisten. Bei der ersten in einem Serienprozess entwickelten Generation von Wasserstoffmotoren handelt es sich um Saugrohreinspritzer, die bivalent mit Benzin und Wasserstoff betrieben werden können. Hier konnten trotz der schwierigen Gemischbildung und der Rückzündungsneigung beeindruckende Ergebnisse durch den Einsatz der Variabilitäten BIVANOS und VALVETRONIC erzielt werden. Neben der bivalenten Variante, die aktuell im 7er BMW zum Einsatz gelangt, werden sowohl die Weiterentwicklung einer monovalenten Variante als auch eine leistungsgesteigerte Variante beleuchtet, die im Weltrekordfahrzeug (H2R) eindrucksvoll das Potenzial der Saugrohreinspritzung im stöchiometrischen Betrieb zeigen konnte. Durch den konsequenten Einsatz von vielschichtigen Entwicklungsmethoden ist es gelungen, H2-Motorkonzepte zu realisieren, die den Zielkonflikt zwischen Verbrauch, Emissionen und Fahrleistung auflösen. Verglichen mit aktuellen Benzin- und Dieselmotoren werden im Teillastbereich bessere Wirkungsgrade erreicht. Erzielbare Leistungs- und Drehmomentdichten, sowohl gewichts- als auch volumenbezogen, liegen auf dem Niveau von Motoren mit konventionellen Kraftstoffen. Abgasemissionen liegen deutlich unter allen weltweit bekannten Grenzwerten. Schließlich können H2-Motoren von konventionellen Motoren mit geringen Änderungen abgeleitet und zu vergleichbaren Kosten produziert werden. Eine Steigerung der Funktionen wie Verbrauchsreduktion, Dynamiksteigerung oder Verbesserung des Fahrkomforts durch Energiemanagement (z.B. Elektrifizierung des Antriebsstranges) bei Fahrzeugen mit konventionellen Antrieben kann direkt für die H2-Variante des Fahrzeuges übernommen werden. Mit dem H2-Verbrennungsmotor können alle Vorteile des Wasserstoffs wie CO2-Freiheit, Diversifikation der Energiequellen und Nachhaltigkeit bei Nutzung regenerativer Energiequellen ökonomisch umgesetzt werden. Gleichzeitig ermöglicht er die Umsetzung der BMW Zielsetzung nach effizienter Dynamik.

    As a fuel, hydrogen will make a major contribution towards sustainability and reducing environmental pollution in the transportation sector in the medium term. The first generation of hydrogen engines developed in a series process are bivalent intake manifold injection engines, which can be operated with both gasoline and hydrogen. Despite the difficulties involved in mixture formation and a tendency to backfire, impressive results are nevertheless attainable by implementing the variable BIVANOS and VALVETRONIC systems. In addition to the bivalent variant currently fitted in the 7 Series BMW, further development of both a monovalent variant and a higher-performance variant will be portrayed. The latter impressively demonstrated the potential of intake manifold fuel injection in stoichiometric operation in the world record vehicle (H2R). In addition, the indicated, mean pressure can be increased by up to 25% in comparison with gasoline engines via both turbocharging and internal mixture formation. Operation under stoichiometric boundary conditions poses particular challenges in H2 mode. With the aid of diverse test and simulation methods, this contribution will show how combustion anomalies such as premature ignition and knocking in H2 mode impact on the engine process in the case of both concepts. Due to the combustion properties of hydrogen, which differ significantly from those of gasoline, new approaches must be found to detect and avoid such effects.


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    Titel :

    Zukünftige Wasserstoffantriebe für leistungsstarke und effiziente Fahrzeuggenerationen


    Weitere Titelangaben:

    Hydrogen powertrains for powerful and efficient vehicle generations of the future


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2005


    Format / Umfang :

    18 Seiten, 10 Bilder, 1 Tabelle, 10 Quellen


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch