Mit der EU-Richtlinie 97/68/EG wurde die Abgasgesetzgebung auch auf Verbrennungsmotoren für mobile Maschinen und Geräte ausgeweitet. Im Vergleich zu den Straßenfahrzeugen ist diese Gruppe deutlich heterogener. Die Randbedingungen für die Verbrennungsmotoren in mobilen Maschinen und Geräten sind sehr verschieden. Dem versucht der Gesetzgeber durch eine angepasste Emissionsgesetzgebung Rechnung zu tragen. Die technischen Lösungen aus der Automobilindustrie sind nur vereinzelt übertragbar. Hierbei hat die Katalysatortechnologie sicherlich sehr gute Chancen, einen breiten Einsatz zu erzielen, jedoch sind auch hier umfangreiche Anpassungen durchzuführen. In einzelnen Applikationen wurden bereits derartige Systeme eingeführt. Die Rahmenbedingungen für die Verbreitung der elektronischen Kraftstoffeinspritzung sind deutlich schlechter zu bewerten. Als Alternative zur elektronischen Einspritzung wurde der piezoelektrisch geregelte Vergaser für die oben beschriebenen Einsatzfälle entwickelt. Hierdurch wird eine elektronisch geregelte Gemischbildung ermöglicht, die betriebspunktoptimal arbeitet, jedoch deren Nachteile vermeidet. Im piezoelektrischen Vergaser (PCC) wird die feste Hauptdüse durch eine variierbare Kraftstoffdüse substituiert. Wobei die Variabilität durch einen kontinuierlich verstellenden, piezoelektrischen Aktuator realisiert wird. Hierbei bringt der piezoelektrische Aktuator seine hohe Stellpräzision positiv zur Geltung. Diese Präzision sowie die kontinuierliche Verstellbarkeit des Aktuators ermöglichen die geforderte Genauigkeit und feine Auflösung in der Kraftstoffmassenregelung. Eine elektronische Regelung erfasst über einen Abgassensor die Sauerstoffkonzentration und steuert den piezoelektrischen Aktuator so, dass sich das gewünschte Kraftstoff-Luftverhältnis einstellt. Die Lösung trägt mit ihrem simplen Aufbau den Forderungen nach einer geringen Systemkomplexität und geringen Systemkosten Rechnung. Der Ansatz zur Lösung der elektronisch geregelten Gemischbildung wurde an einem Stromerzeuger technisch umgesetzt. Die Integration eines piezoelektrischen Aktuators in einen Vergaser, in Kombination mit einem geschlossen Regelkreis eröffnet neue Möglichkeiten einer präzisen und kostengünstigen, bedarfsgerechten Gemisch- und Leistungsregelung mit bereits bekannten und beherrschten Komponenten. Wie an dem Beispiel eines Einzylinder-Viertaktmotors gezeigt werden kann, lassen sich die schädlichen Abgaskomponenten CO (-95 %), HC (-38 % bis -70 %) im Rohabgas deutlich absenken und die NO(x)-Emissionen nahezu neutral halten.
Präzise Gemischregelung für kleine Ottomotoren
Motortechnische Zeitschrift ; 68 , 10(+Bl) ; 816-823
2007
8 Seiten, 9 Bilder, 2 Tabellen, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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