Die Konzernforschung der VOLKSWAGEN AG (VW) hat ein Brennverfahren der homogenen Kompressionszündung auf Basis eines Serien-Ottomotors entwickelt, das so genannte GCI-Brennverfahren. Das GCI-Brennverfahren hat das Stadium der Forschungslabors, wo thermodynamische Grundlagenuntersuchungen an Einzylindermotoren mit aufwändigen Ventiltrieben im Fokus standen, verlassen und wird in der Anwendung am Pkw bewertet. Unter der Perspektive eines möglichen Serieneinsatzes kommt hierbei handelsüblicher Kraftstoff (ROZ 95) zum Einsatz. Der verwendete Serienmotor ist mit einem aus der Serienanwendung im VW-Konzern bekannten umschaltbaren Ventiltriebssystem ausgerüstet. Weitere Änderungen an der Motor-Hardware sind nicht vorgenommen worden, auch das serienmäßige Verdichtungsverhältnis ist beibehalten worden. Zur Verbreiterung der Erkenntnisbasis wird das Brennverfahren auch auf andere Ottomotoren-Baureihen übertragen. Das Motormanagement mit seinen speziellen Anforderungen an die Steuerung und Regelung wird in Kooperation mit der IAV GmbH komplett neu entwickelt. Dabei steht die exakte Regelung und Steuerung des Brennverfahrens sowie die Beherrschung der Betriebsarten-Umschaltung im Fokus. Auf zusätzliche Sensoren und hier speziell auf den Zylinderdrucksensor kann, im Gegensatz zur allgemein vorherrschenden Meinung, in Verbindung mit dem neu entwickelten Regelungskonzept verzichtet werden. Im Hinblick auf die Kosten-Nutzen-Bewertung stellt das GCI-Brennverfahren eine verbrauchssenkende Technologie für Ottomotoren dar und konkurriert dabei mit anderen Technologien wie z. B. variablen Ventiltriebssystemen, Direkteinspritzung mit Ladungsschichtung, Zylinderabschaltung, Aufladung in Verbindung mit Downsizing. Im vorliegenden Beitrag werden die technische Umsetzung des GCI-Brennverfahrens und die Beherrschung des dynamischen Betriebs in einem Pkw vorgestellt. Das GCI-Brennverfahren ist auf den Teillastbereich begrenzt. Das GCI-Kennfeld entspricht in Größe und Lage in etwa dem eines geschichteten Brennverfahrens beim Ottomotor. Der Kraftstoffverbrauch kann im GCI-Betrieb um bis zu 16 % reduziert werden. Dieser Verbrauchsvorteil ist im Wesentlichen auf die weitgehende Entdrosselung und auf die schnellere Energieumsetzung zurückzuführen. Beim stöchiometrischen GCIBetrieb beträgt der Verbrauchsvorteil bis zu 12 %. Die Rohemissionen von Kohlenmonoxid fallen aufgrund veränderter Temperatur- und Druckverhältnisse im Vergleich zum konventionellen fremdgezündeten Betrieb im stöchiometrischen Betrieb um bis zu 62 %. Infolge des überstöchiometrischen Betriebes ist eine weitere Absenkung der Kohlenmonoxid-Emissionen zu beobachten. Partikelemissionen sind in allen betrachteten Fällen nicht nachweisbar.
Gasoline Compression Ignition - Aus den Forschungslabors in die Anwendung
Gasoline compression ignition - From research lab to practical application
2007
18 Seiten, 10 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Gasoline Compression Ignition - aus den Forschungslabors in die Anwendung
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