Der Erfolg des Pkw-Dieselmotors in Europa beruht auf der Kombination aus ansprechender Fahrdynamik und günstigem Kraftstoffverbrauch. Die Weiterentwicklung des Dieselmotors wird von der Emissionsgesetzgebung und der Selbstverpflichtung der europäischen Automobilhersteller zur CO2-Reduzierung angetrieben. Das größte Potenzial der innermotorischen Optimierung liegt in der Feinsteuerung des Verbrennungsprozesses. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, welche Vorteile ein variabler Ventiltrieb bringen kann. Die IAV hat sich mit der Fragestellung auseinandergesetzt, welche Variabilitäten im Ventiltrieb für die weitere Optimierung des dieselmotorischen Arbeitsverfahrens erforderlich sind und welche Bauform für eine nachfolgende Serienentwicklung erfolgversprechend erscheint. Auf dem Markt verfügbare Systeme wurden im Hinblick auf die Anforderungen des Brennverfahrens und die spätere Anwendung im Fahrzeug analysiert. Das vielversprechendste - ein nockenwellenloses vollhydraulisches VVA-System - wurde an einem Einzylinder-Forschungsmotor der IAV GmbH untersucht. Der Beitrag beschreibt die Hardware und Funktionen des ausgewählten Ventiltriebs und zeigt erste Versuchsergebnisse am Dieselmotor. Folgende wesentliche Ergebnisse wurden erzielt: Frühes oder spätes Einlass-Schließen (Miller-Verfahren) senkt im konventionellen Diesel-Verbrennungsmodus die NO(x)- und Rußemission ab. Mit steigender Last wird dieser Effekt geringer. Durch einen Zweithub am Einlass- oder Auslassventil kann eine AGR-Aufteilung in externe und interne AGR erreicht werden. Die Möglichkeit der schnellen Zu- und Abschaltung der internen AGR erhöht die AGR-Dynamik und reduziert die NO(x)- und Rußemission bei einem Betriebspunktwechsel erheblich. Die interne AGR kann praktisch ladungswechselverlustfrei dargestellt werden. Die Generierung der internen AGR über Abgasrückhaltung ist ebenfalls möglich, verursacht jedoch erhöhte Ladungswechselverluste. Die Möglichkeit der schnellen Veränderung des Einlass-Schließens mit Hilfe des VVA-Systems ermöglicht bei homogenisierten Brennverfahren eine zyklusgenaue und zylinderindividuelle Verbrennungsregelung. Die ebenfalls untersuchte Verbrennungsregelung mit interner AGR (Zweithub-Methode) verschiebt die Verbrennung nach früh und ist somit nicht zielführend.

    The challenge facing passenger-car diesel engine developers lies in meeting drastically reduced emission ceilings while maintaining or even enhancing the specific benefits of the diesel engine. At the same time, the cost aspect plays an increasingly important role. In the course of its ADCS (Advanced Diesel Combustion System) development project, IAV GmbH looks at the contribution a variable valve train can make in this context. This paper first assesses the potential offered by all known variable valve actuation concepts for reducing the exhaust gas raw emissions both in steady-state and transient engine operation. The most promising approaches are then used to run suitable tests on a single-cylinder engine with a fully variable valve train. The results demonstrate that improvements can be achieved both in steady-state and transient operation. In the case of the homogenized combustion process, this opens up possibilities for rapid combustion phasing through gas composition and gas temperature control. The next step focuses on implementing a variable valve train on a multi-cylinder engine. Design integration in the cylinder head and the closed-loop control strategy for transient engine operation are shown.


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    Title :

    Variable Ventiltriebe in Pkw-Dieselmotoren - Potenziale, Grenzen und Realisierungschancen


    Additional title:

    Variable valve trains for passenger car diesel engines - potentials, limits and ways of realisation


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    22 Seiten, 14 Bilder, 3 Tabellen, 15 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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