Brennverfahren mit verlängerter Expansion stellen eine effiziente Maßnahme zur Senkung der CO2-Emissionen dar. In Realität werden solche Brennverfahren jedoch meist nicht durch eine Modifikation des Expansionstaktes, sondern vielmehr durch einen veränderten Kompressionstakt umgesetzt. Die Verkürzung des Kompressionstakts gegenüber dem Expansionstakt wird dabei über eine Variation der Einlasssteuerzeit realisiert.

    Es wird zwischen folgenden Ausführungsformen unterschieden:

    Verfahren mit „frühem Einlass schließt“ (Miller)

    Verfahren mit „spätem Einlass schließt“ (Atkinson)

    Für Turbomotoren zeichnet sich derzeit ein Trend in Richtung Miller-Steuerzeiten mit „frühem Einlass schließt“ ab.

    Eine Kernproblematik bei beiden Verfahren stellt die gesteigerte Sensitivität der Zylinderfüllung gegenüber dem tatsächlichen „Einlass-schließt“ Zeitpunkt dar. Bei konventionellen Motoren liegt dieser in der Nähe des unteren Totpunktes, wobei die Kolbengeschwindigkeit relativ niedrig ist. Bei Miller- bzw. Atkinson-Motoren hingegen schließt das Einlassventil während des Ansaug- bzw. Kompressionstakts bei fast maximaler Kolbengeschwindigkeit. Ein veränderter „Einlass-schließt“ Zeitpunkt von 1 °KW führt zu einer Veränderung der angesaugten Frischluftmasse von etwa 3 %. Dies entspricht bei diesen beiden Verfahren gegenüber der Sensitivität konventioneller Motoren etwa dem Faktor 3.

    Fertigungsbedingt weisen heutige Serienmotoren im Feld eine Nockenwellentoleranz von bis zu ±5 °KW auf (Einlass- wie Auslass-Nockenwelle).

    Allein aufgrund der Toleranz der Einlassnockenwelle können sich somit Füllungsfehler von größer 10 % ergeben. Hinzu kommt noch ein zusätzlicher Füllungsfehler, verursacht durch die Toleranz der Auslassnockenwelle, sodass sich ein Gesamtfehler in der Berechnung der Frischluftmasse von größer 15 % im Feld ergeben kann.

    Neben den Einflüssen auf die Zylinderfüllung ergeben sich aufgrund der Nockenwellentoleranzen auch Nachteile beim Verbrennungsprozess selbst, da jeder individuelle Serienmotor im Feld nicht mehr mit den thermodynamisch optimal abgestimmten Ventilsteuerzeiten betrieben wird.

    Continental hat zur Lösung dieser Problematik die Funktion „Pressure based Camshaft Angle Adaptation“ (PCAA) entwickelt. Durch die Implementierung der PCAA-Funktion in das Motorsteuergerät ist es möglich, die genauen Positionen der Nockenwellen eines individuellen Motors zu detektieren und diesen in Bezug auf seine Steuerzeiten mit einem Referenzmotor gleichzustellen. Es werden dabei ausschließlich heute bereits verfügbare Systemsensoren genutzt und komplexe Eingriffe in den Fertigungsprozess der Motoren können dadurch vermieden werden.


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    Title :

    Onboard-Adaption motorindividueller Ventiltriebtoleranzen für Miller-/Atkinson-Anwendungen


    Additional title:

    Proceedings


    Contributors:


    Publication date :

    2020-01-27


    Size :

    17 pages





    Type of media :

    Article/Chapter (Book)


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German




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