In der Arbeit wird an einem 0.7 l Ottomotor mit Zweiventiltechnik das Potential hubraumreduzierter, hochaufgeladener Motoren untersucht. Der Basismotor mit Kanaleinspritzung und Doppelzündung wird mit einer Benzindirekteinspritzung (BDE) und Einfachzündung ausgerüstet. Einen neuen Freiheitsgrad bei Motoren mit einer oben liegenden Nockenwelle stellen unabhängige, variable Ein- und Auslassventilsteuerzeiten dar. Durch die Bestimmung der Strahleindringtiefe, der Tropfengröße und deren Verteilung können die Hochdruckeinspritzventile (HDEV) bereits vor den motorischen Untersuchungen auf ihre Eignung für den Einsatz in einem BDE Motor mit einem reduzierten Bohrungsdurchmesser von 66.5 mm überprüft werden. Der Versuchsträger wird mit drei unterschiedlichen injektorspritzbildern im Hinblick auf Gemischhomogenisierung und Ölverdünnungsneigung bei saugsynchroner Einspritzung in verschiedenen Teil- und Volllastbetriebspunkten untersucht. Des Weiteren wird die Gemischbildung während kritischer Betriebszustände im Warmlaufbetrieb bei kaltem Motor und zündungsnaher Einspritzung überprüft. Durch die Verwendung eines auf den Brennraum abgestimmten Spritzbildes kann ein, im Vergleich zu aktuellen BDE Motoren, sehr geringer Kraftstoffeintrag ins Motoröl auch unter schwierigen motorischen Bedingungen festgestellt werden. Durch die Auswahl eines 6-Loch HDEVs mit einem ausreichend dimensionierten statischen Durchfluss von QStat = 384 g/min, sowie einer geeigneten Abstimmung der Einspritzkegel auf den Brennraum, kann die Klopfneigung reduziert werden. Ein 2 Grad KW früherer Zündwinkel im Volllastbetrieb bei gleicher Klopfintensität führt zu geringeren zyklischen Schwankungen und zusätzlichen Wirkungsgradvorteilen. Die Wahl eines geeigneten Einspritzzeitpunktes verhindert hohe Schwärzungszahlen und reduziert den Partikelausstoß bei ausreichender Gemischhomogenisierung. Im Teillastbetrieb erfordert die auslassseitige Einfachzündung einen erhöhten bedarf Vorzündbedarf im Vergleich zum Referenzmotor mit Doppelzündung. Die vergleichsweise langen Flammwege bei Einfachzündung reduzieren die Stabilität des Brennverfahrens. Die Abmagerfähigkeit des Versuchsmotors wird bei einem relativen Luft-Kraftstoff Verhältnis von λSpindt = 1.2 begrenzt. Bei der Ladungsverdünnung durch intern zurückgeführtes Restgas wird die Laufstabilität durch zunehmenden Brennverzug und verlängerte Brenn dauern bei einer Restgaskonzentration von xR - 18 % erreicht. Für ein Verdichtungsverhältnis von ε 9.0 wird bei n 2000 1/min und pmi 2.8 bar ein spezifischer indizierter Kraftstoffverbrauch von bj - 310 g/kWh gemessen. Bei einer noch akzeptablen Laufruhe von σpmi = 0.12 kann durch intern zurückgeführtes Restgas der indizierter Verbrauch um knapp 3 % auf bi = 302 g/kWh reduziert werden. Durch ein um 1.5 Einheiten angehobenes Verdichtungsverhältnis können Druck- und Temperaturbedingungen zum Zündzeitpunkt verbessert werden. Die 25 %-ige Verkürzung des Brennverzuges und der Brenndauer verringern die Wirkungsgradverluste. Ohne Restgasrückfuhrung wird ein spezifischer indizierter Kraftstoffverbrauch von bj - 295 g/kWh erreicht.
Thermodynamische Analyse eines hubraumreduzierten Ottomotors mit Benzin-Direkteinspritzung
2012
121 Seiten, Bilder, Tabellen, 122 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Thermodynamische Analyse eines direkteinspritzenden Ottomotors
Kraftfahrwesen | 1996
|Thermodynamische Analyse eines direkteinspritzenden Ottomotors
British Library Conference Proceedings | 1996
|Benzin-Direkteinspritzung (BDE)
TIBKAT | 2001
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