Die Erfüllung der in der Gesetzgebung verankerten 130 g CO2 pro km in 2012 in Westeuropa erfordert umfangreiche Maßnahmen im Antriebsstrang. Kombiniert mit Aufladung und Downsizing hat sich zur Verbrauchseinsparung das homogene Brennverfahren mit Direkteinspritzung durchgesetzt. Weitere Verbrauchsvorteile können, insbesondere bei hubraumstärkeren Motoren, durch das mager geschichtete Brennverfahren erreicht werden. Im Beitrag werden Mehrfachfunkenzündsysteme und Hochenergiespulen beschrieben. Für die experimentelle Ableitung der Anforderungen wurden an einem thermodynamischen Einzylindermotor, unterstützt durch Visualisierungen des Zündfunkens an einer Kammer, Messungen durchgeführt. Durch die hier vorgestellten Messungen konnte gezeigt werden, dass für ein strahlgeführtes mageres Brennverfahren nur die perfekt abgestimmte Kombination aus Einspritzung, Zündung und Brennverfahren die gestellten Anforderungen an die Robustheit sicherstellt. Über das Abgasnachbehandlungssystem kommt speziell der Komponente NO(x), die über die Regeneration mit einem Mehrverbrauch an Kraftstoff oder Regenerationsmitteln einhergeht, eine wichtige Bedeutung zu. Die Zündung muss durch ausreichend lange Brenndauern bzw. kleine Pausenzeiten zwischen den Einzelfunken eine genügende Entflammungssicherheit bieten. Zudem ist sicherzustellen, dass ein ausreichender Energieeintrag die Entflammung magerer bzw. verdünnter Gemische ermöglicht. Während mit dem MSI-System der Parameter Entflammungssicherheit unter Berücksichtigung von Ausgabetoleranzen durch ein von kurzen Pausen unterbrochenes Funkenband erreicht wird, decken die Hochenergiespulen, und hier speziell die untersuchte Power Plus-Spule, diese Anforderung durch einen genügend langen Einzelfunken ab. In diesem Punkt kann mit beiden Zündsystemen eine ähnliche Performance erreicht werden. Für den Einflussparameter Verdünnung (AGR) spielt zusätzlich die Energie im Funken und der zeitliche Verlauf der Einbringung eine wichtige Rolle. Hier ist die PowerPlus-Spule dem betrachteten MSI-System an einigen Punkten überlegen, welches konzeptbedingt Pausen des Energieeintrags aufweißt. Die Auslegung der Hochenergiespulen führt zu geringfügig größerem Bauraum und Gewicht als bei Standardspulen bzw. beim MSI-System, was konstruktiv berücksichtigt werden muss. Konkret für die Applikation bedeutet der Vorteil in der verbesserten AGR-Toleranz bei der Power Plus-Spule, dass bei gleicher gewünschter Laufruhe mit den Hochenergiespulen eine etwas größere AGR-Rate und somit geringere NO(x)-Emissionen gefahren werden kann, was sich letztendlich bei NSC-Systemen positiv im Verbrauch widerspiegelt, bzw. für SCR-Systeme den Verbrauch von Regenerationsmitteln reduziert.
Potenziale des Zündsystems beim strahlgeführten Brennverfahren mit Piezo-Einspritztechnik
Potentials of ignition system at spray guided combustion system with piezo actuated injection system
2009
24 Seiten, 20 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Zuendungsuntersuchungen an einem strahlgefuehrten Brennverfahren mit Piezo Einspritztechnik
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TIBKAT | 2009
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