Voraussetzung für einen nachhaltigen Markterfolg zukünftiger Verbrauchstechnologien ist, über die Darstellung von Zyklusverbräuchen hinaus, spürbar niedrigere Realverbräuche in Kundenhand zu erreichen. Dafür bietet die Direkteinspritzung mit strahlgeführtem Brennverfahren die besten Voraussetzungen. Erst mit den Eigenschaften des nach außen öffnenden Piezoinjektors können die Robustheitsanforderungen des strahlgeführten Brennverfahrens erfüllt werden. Bei der Entwicklung des strahlgeführten Brennverfahrens stand ein optimaler Motorbetrieb mit geringen Emissionen und niedrigem Kraftstoffverbrauch in allen Lastbereichen im Vordergrund. Dies bedeutete, dass das Brennverfahren nicht nur für den Schichtladebetrieb optimal ausgelegt werden musste, sondern zusätzlich auch in allen anderen Betriebsbereichen deutlich bessere Werte erreicht werden sollten. Neue Brennverfahren stellen hohe Anforderungen an die Gemischbildung. Hierbei wird großer Wert auf die Anpassung der Zylinderinnenströmung und damit der Turbulenz im Brennraum gelegt. Aufgrund der herausragenden Eigenschaften des Piezo-A-Injektors konnten hierbei neue Wege beschritten werden. Neben der Auslegung der Einlasskanäle und Brennraumkonfiguration stand ein zusätzlicher Parameter zur Verfügung, mit dem die Gemischbildung und damit die Emissionen und der Verbrauch nennenswert beeinflusst werden kann: die Mehrfacheinspritzung. Hierzu wird im Beitrag auf folgende Punkte eingegangen: 1. Thermodynamik, 2. Robustheitsanforderung, 3. Einfluss des Einspritzsystems auf die Robustheit, 4. Einfluss der Zündung auf die Robustheit, 5. Motorergebnisse. Das strahlgeführte, geschichtet betriebene Mercedes-Benz-Brennverfahren hat das höchste Einzelpotenzial zur Verbrauchsreduzierung beim Ottomotor. Die Serienumsetzung erfolgte mit einer konventionellen Transistorzündung (TSZ). Mit dem Seriensystem wird ein Verbrauchspotenzial von 10% gegenüber der Basistechnologie umgesetzt. Mit einer SGZ kann das Brennverfahren auf thermodynamisch günstigere Betriebspunkte ohne Robustheitsverlust eingestellt werden.
Thermodynamisches Potenzial beim strahlgeführten Brennverfahren für Ottomotoren bei Mercedes-Benz
Thermodynamic potential of the spray-guided combustion system for gasoline engines at Mercedes-Benz
2007
25 Seiten, 18 Bilder, 9 Quellen
Conference paper
German
Thermodynamisches Potential beim strahlgefuehrten Brennverfahren fuer Ottomotoren bei Mercedes-Benz
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