Sowohl der Markt als auch gesetzliche Vorschriften zur deutlichen Absenkung der CO2-Emissionen erfordern innovative Konzepte zur Wirkungsgradsteigerung bei Ottomotoren. Eine solche Technologie ist das Lean-Boost-Konzept von Ricardo, das die Vorteile von Downsizing durch Aufladung mit einem Magerbetrieb in allen Betriebspunkten eines Ottomotors mit Direkteinspritzung kombiniert. Das Lean Boost Direct Injection (LBDI)-Konzept mit Magerbetrieb reduziert im gesamten Kennfeldbereich den Oktanzahlbedarf bei Volllast und hoher Teillast signifikant und erlaubt so eine Anhebung des Verdichtungsverhältnisses gegenüber aufgeladenen, direkteinspritzenden Ottomotoren um etwa 1.5 Einheiten. Dies ermöglicht ein Verdichtungsverhältnis von 11.5 - 12.0 bei Verwendung eines ROZ 95-Kraftstoffs. Das LBDI-Konzept erfordert keine Anfettung zum Schutz der Komponenten. Die niedrigen Abgastemperaturen erlauben außerdem die Verwendung eines VTG-Laders, wie er bei Seriendieselmotoren zum Einsatz kommt. Das EGR-Boost-Konzept verwendet einen ähnlichen Ansatz zur Wirkungsgradoptimierung wie das LBDI-Konzept, nur wird zur Reduzierung des Oktanzahlbedarfs bei Volllast und zum Verzicht auf Volllastanfettung gekühltes Abgas rückgeführt, anstatt mit Luftüberschuss zu arbeiten: Der Hauptvorteil der Ladungsverdünnung und Steigerung der Wärmekapazität im Zylinder durch gekühlte AGR ist die Aufrechterhaltung eines homogenen Betriebs mit Lambda 1 unter allen Bedingungen, so dass für eine effektive Emissionskontrolle ein Dreiwegekatalysator genügt. Aus Sicht von Ricardo ergeben sich je nach Anwendung verschiedene Szenarien: Motoren mit kleinem Hubraum, bei denen der Schichtladebereich auch durch eine Aufladung nicht signifikant ausgedehnt werden kann, verwenden Ricardos EGR-Boost-Technologie. Motoren mit mittlerem oder großem Hubraum, bei denen ein Schichtladebetrieb in einem ausgedehnten Kennfeldbereich mit hoher Kundenrelevanz zusätzliche Verbrauchsvorteile bietet, benötigen dafür eine aufwändige Abgasnachbehandlung sowie eine Abgasrückführung. Diese Motoren können bei hoher Teil- und Volllast sowohl mit hohen Abgasrückführraten als auch mager betrieben werden. Ricardo wendet an dieser Stelle bevorzugt das EGR-Boost-Konzept an.
Strategien zur Minderung der CO2- und Stickoxidemissionen bei zukünftigen Ottomotoren
Motortechnische Zeitschrift ; 68 , 9 ; 694-702
2007
8 Seiten, 8 Bilder, 8 Quellen
Article (Journal)
German
Strategien zur Minderung der CO2 und Stickoxidemissionen bei zukuenftigen Ottomotoren
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