Die Verschiebung des Einlassschlusses ist bei ottomotorischen Brennverfahren eine etablierte Technologie, die vereinzelt auch in Serie eingesetzt wird. Der vorliegende Beitrag behandelt demgegenüber die Einsetzbarkeit an einem turboaufgeladenen Pkw-Dieselmotor, bei dem sich die Ziele und Auswirkungen von der ottomotorischen Anwendung teilweise unterscheiden. Beim Miller-Zyklus und beim Atkinson-Zyklus handelt es sich um zwei prinzipiell eigenständige Verfahren, die eng miteinander verwandt sind. Ziel beider ist es, durch ein verringertes effektives Verdichtungsverhältnis die Prozesstemperatur zu senken, was in der Regel niedrigeren NOx-Emissionen gleichzusetzen ist. Im Beitrag werden die Verfahren zunächst idealisiert betrachtet, wobei Wandwärmeübergang und Strömungseffekte vernachlässigt werden. Vernachlässigt man Wandwärmeübergang und Strömungseffekte, sind die Verfahren Miller und Atkinson in ihren Ergebnissen und Auswirkungen identisch. Am realen Motor führen verschiedene Vorgänge dazu, dass sich diese Verfahren unterscheiden. Einen großen Einfluss hat zweifellos die Saugrohrdynamik, die Druckschwingungen umfasst aber auch die Trägheit der Gassäule. Letztere bringt häufig einen Vorteil für das Atkinson-Verfahren. Ein weiterer Unterschied entsteht durch die endliche Schließgeschwindigkeit des Ventils, hier wird Miller etwas verstärkt, Atkinson jedoch abgeschwächt. Die Berücksichtigung des Wärmeübergangs lässt einen weiteren Nachteil für das Atkinson-Verfahren erkennen. Die Anwendung von Miller oder Atkinson am aufgeladenen Dieselmotor kann als eine Art Teilung von Verdichtung zwischen Lader und Zylinder gesehen werden. Das Potenzial ist daher ganz maßgeblich vom Potenzial des Turboladers abhängig. Eine Beurteilung von M/A kann auf jeden Fall ausschließlich durch eine Betrachtung des Gesamtsystems erfolgen. Die Verschiebung des Einlassschluss ist am turboaufgeladenen Dieselmotor ein geeignetes Mittel, die NOx-Emissionen zu senken, ohne Nachteile in Verbrauch, Rauch, HC und CO hinnehmen zu müssen. Misst man das Verfahren allerdings an der gebräuchlichen externen Abgasrückführung, zeigen sich unter keinem Gesichtspunkt Vorteile, sondern fast nur Nachteile. Ein Einsatz des Miller- oder Atkinson-Zyklus am Dieselmotor erscheint daher aus heutiger Sicht nicht sinnvoll, wenn ein AGR-System zum Einsatz kommt.
Miller- und Atkinson-Zyklus am aufgeladenen Dieselmotor
Motortechnische Zeitschrift ; 68 , 6 ; 480-485
2007
6 Seiten, 10 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Miller und Atkinson Zyklus am aufgeladenen Dieselmotor
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