Die von der Industrie als auch von gesetzlicher Seite vorgenommenen Anstrengungen zur Reduzierung der transportbedingten CO2-Emission erfordern eine Vielzahl von kombinatorischen und interdisziplinären Maßnahmen, u.a. durch Optimierung der Einspritztechnik, Weiterentwicklung der Brennverfahren, Hubraumreduzierung, als auch elementare fahrzeugseitige Maßnahmen wie Gewichtsverminderung, um nur einige Felder zu nennen. Als weitere Maßnahme ist die Substitution fossiler Kraftstoffe durch Kraftstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, z. B. Zumischung von Biodiesel, hydriertes Pflanzenöl (HVO) oder synthetische Kraftstoffe aus Biomasse (BTL) weiter voranzutreiben. Da derartige Kraftstoffe nicht kurzfristig flächendeckend und in einheitlicher Spezifikation zur Verfügung stehen werden, sollten künftige Motoren möglichst mit allen verfügbaren Kraftstoffen und -gemischen betrieben werden können. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der diversen Kraftstoffe beeinflussen jedoch maßgeblich die Einspritzung, Gemischbildung, Verbrennung und Abgasnachbehandlung. Die Einspritzcharakteristik wird hauptsächlich geprägt durch Dichte, Viskosität und Heizwert des Kraftstoffes, die Viskosität beeinflusst aber außerdem die Schmierung und Verschleiß bei kraftstoffgeschmierten Hochdruckpumpen. Die vorrangigen kraftstoffseitigen Einflussgrößen auf die dieselmotorische Gemischbildung sind Oberflächenspannung und Verdampfungseigenschaften, sie bestimmen in erster Linie die Tröpfchengrößenverteilung, die Verdampfung, Wandauftrag und letztlich auch die Verbrennung. Die chemischen Eigenschaften des Kraftstoffes definieren ferner das Zünd- und Entflammungsverhalten. Heutige Einspritzdüsen mit konischen Spritzlöchern neigen zudem aufgrund der fehlenden Selbstreinigungseffekte eher zur Belagbildung im Spritzloch, die elementare Auslegungsmerkmale des Motors (Leistung, Verbrauch und Schadstoffentstehung) reduziert. Dieser Belagaufbau wird u.a. auch durch die Eigenschaften der Kraftstoffe beeinflusst. Um den Aufwand für eine streng kraftstoffselektive Applikation möglichst in Grenzen zu halten, wird das Konzept einer Regelungsstrategie vorgestellt, die die motorischen Parameter der Einspritzung (Zeitpunkt, Abstände, Mengen und Strategie) und gegebenenfalls auch Ladedruck sowie Abgasrückführung unabhängig vom eingesetzten Kraftstoff bzw. Mischungsverhältnis jeweils optimal einstellt. Neben der üblichen Sensorik können auf Basis eines Brennraumdrucksensors und intelligenter Regelungsstrukturen kraftstoffabhängige Größen ermittelt werden, die eine schnelle adaptive Anpassung der motorischen Parameter an die jeweilige Kraftstoffqualität ermöglicht, um alle Anforderungen hinsichtlich Leistung, Verbrauch, Komfort und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Flex Fuel Anwendung: auch für Dieselmotoren denkbar?
Spraybildung - Simulation - Applikation - Messtechnik, Diesel- und Benzindirekteinspritzung V, 6 ; 42-61
2008
20 Seiten, Bilder, Tabellen, 15 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
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