Das in dieser Arbeit vorgestellte Kraftstoffmodell wurde als notwendige Grundlage zur systematischen Untersuchung und Verbesserung der temperaturabhängigen Fördermengenstabilität von Kraftstoffpumpen erarbeitet. Es bewährte sich durch seine Leistungsfähigkeit und Genauigkeit, wie auch die Versuche bestätigten. Das Modell beschreibt explizit den von der Ausgasungsrate abhängigen Dampfdruck. Eine Molmassenverteilung zur Beschreibung der Kraftstoffzusammensetzung, wie in den etablierten Modellen, wird dazu nicht benötigt. Dies vereinfacht die Berechnung einer entmischungsbedingten Volatilitätsminderung des Kraftstoffs, wenn Anteile aus ihm vom Tank bis zur Pumpe ausgasen und abgeführt werden. Mit dem Modell kann realitätsnah auf die Kraftstoffzusammensetzung geschlossen werden, was für Prozesse, wie Tropfenverdunstung, Gemischbildung, Zündung, Verbrennung und Schadstoffbildung von großem Interesse ist. Das Kraftstoffmodell ist auch für Dieselkraftstoffe einsetzbar. Durch gezieltes Rückkühlen des am elektrischen Pumpenantrieb vorerwärmten Kraftstoffes liegt seine Temperatur in der Pumpkammer ausreichend weit unterhalb der Siedetemperatur, um dort trotz ansaugbedingtem Unterdruck das Gasaufkommen zu minimieren. Dadurch wird Fördermengenstabilität erzielt. Hierfür wurden verschiedene Rückkühlprozesse simulationsunterstützt erarbeitet und deren Wirksamkeit teilweise in Versuchen bestätigt. Das Rückkühlen des Kraftstoffs durch Wärmeabfuhr in kälteren, vom Tank zum elektrischen Antrieb strömenden Kraftstoff mittels eines Wärmeübertragers führt selbst auf 3500 m Fahrhöhe zu einem ausreichend geringen Gasaufkommen in der Pumpkammer. Zur versuchstechnischen Bestätigung müssten jedoch noch Prototypen gebaut werden. Durch Zugabe geringster Mengen Luft und damit verbundener, verdunstungsbedingter Abkühlung kann auch das Rückkühlen durch Beimischen des aus dem Tank stammenden, kälteren Kraftstoffs weiter verstärkt werden. Generell tritt bei den Rückkühlmaßnahmen die höchste Gasmenge in der Pumpe dann auf, wenn im Tank Siedetemperatur erreicht ist. Bei höherer Temperatur geht die Gasmenge wieder zurück. Zum Siedebeginn sind in einem zuvor nicht ausgegasten Kraftstoff typischerweise große Massenanteile leicht siedender Komponenten enthalten, weshalb sich der Kraftstoff am Pumpenantrieb weniger stark erwärmt und das nachfolgende Rückkühlen geringer ist. Hierbei gibt es zwischen verschiedenen Kraftstoffsorten quantitative Unterschiede. Für einkomponentige Kraftstoffe sind die Rückkühlprozesse nicht wirksam. Die vorgestellten Rückkühlmaßnahmen sind auch auf andere Kraftstoffpumpen übertragbar, es ist dabei immer für ausreichend viel Abwärme des Pumpenantriebs zu sorgen, wobei der dort ausgegaste Kraftstoff der Verbrennung zugeführt wird.


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    Titel :

    Minimierung der Gasbildung in Kraftstoffpumpen von Ottomotoren durch Rückkühlung


    Beteiligte:
    Heyse, Jörg (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    20 Seiten, 18 Bilder, 24 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






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