Auf der Suche nach verbrauchsgünstigen Antriebstechnologien bei Mittel- und Oberklassefahrzeugen greift DaimlerChrysler seit Beginn der 90er Jahre die Direkteinspritzung am Ottomotor wieder auf. Thermodynamische Analysen zeigen, dass Ottomotoren mit geschichteter Direkteinspritzung das größte Einzelpotenzial für eine Verbrauchsreduzierung gegenüber allen anderen Konzepten aufweisen. Mercedes-Benz hat eine speziell auf das strahlgeführte Brennverfahren abgestimmte Komponentenentwicklung eingeleitet. Das Mercedes-Benz Brennverfahren ist gegenüber der Basistechnologie gekennzeichnet durch: zentral angeordneter Piezo-Injektor, Zündkerze in Richtung Auslassventile verschoben, Verdichtungsverhältnis eps=12.2, externe Abgasrückführung zweiflutig, 200 bar Kraftstoffsystem mit mengengeregelter Hochdruckpumpe. Aus der Verwendung des neu entwickelten Piezo-Injektors mit A-Düse resultierten Anforderungen an das Hydrauliksystem, die eine Neuentwicklung notwendig machten. Neben der Brennverfahrens- und Hydrauliksystementwicklung ist die Optimierung des NVH-Verhaltens des Motors eine weitere wichtige Entwicklungsaufgabe. Der Großteil davon wiederum betrifft den Injektor und seine Einbaubedingungen im Zylinderkopf. Im Beitrag wird eine Potenzial- und Verlustanalyse der strahlgeführten Direkteinspritzung erläutert. Des Weiteren werden Einspritzung und Verbrennung, hier insbesondere die nach außen öffnende Düse sowie die Mehrfacheinspritzung im Schichtbetrieb diskutiert. Auf die Abgas-Reinigung wird eingegangen (KAT-Heizen, Abgasanlagenkonzept) und abschließend werden die Kennwerte dargestellt.
The completely new-style second-generation direct-injection for spark-ignition engines from Mercedes-Benz offers clear improvements in fuel consumption, power and emission levels. Faced with the necessity of further reducing fuel consumption, primarily in sparkignition engines, the Mercedes-Benz combustion system represents a significant leap in technology. It was possible to noticeably expand the mapping range in which stratified operation can be used compared with the first generation. This significant improvement in efficiency results in more useable energy and a substantial reduction in consumption in city traffic, and also on cross-country and highway trips at roughly constant speeds. These benefits make themselves felt not only in the test cycle, but also in the real-world consumption achieved by the customer. Development proceeded from the base aspirated engine on the principle of the modular expansion of technology. Since production development of this combustion system was not possible using the hydraulic and ignition components available on the market, a new outward-opening piezo fuel injector had to be developed for production readiness, along with a 200-bar high-pressure fuel system, which is being introduced here for the first time world-wide. The injection spray stability and excellent mixture preparation that it achieves produce an optimally combustible mixture at the spark plug. The potential of multiple injection, along with stability in stratified operation, brings further benefits and possibilities for direct injection in fuel consumption and emissions.
Die Zukunftstechnologie des Ottomotors: strahlgeführte Direkteinspritzung mit Piezo-Injektor
Future technology of the spark-ignition engine: spray-guided direct injection with piezo injector
2005
20 Seiten, 17 Bilder, 7 Quellen
Conference paper
German
Die Zukunftstechnologie des Ottomotors : strahlgefuehrte Direkteinspritzung mit Piezo Injektor
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