Für die internationale Schifffahrt sind erst seit dem Jahre 2000 Emissionsgrenzwerte (IMO Tier 1) in Kraft. Die Ratifizierung der voraussichtlich in den Jahren 2011 und 2016 in Kraft tretenden verschärften IMO Tier 2- und Tier 3-NO(x)-Emissionsgrenzwerte für Schiffsmotoren ist in Kürze zu erwarten und vor dem Hintergrund der aktuellen CO2-Debatte und steigender Energiepreise wird die Effizienz der Motoren immer wichtiger. Im Rahmen des europäischen Forschungsvorhabens Hercules wurden bei MAN Diesel SE am Großdieselmotor 6L 32/44 CR mit einer flexiblen zweistufigen Aufladegruppe sowie variablen Ventilsteuerzeiten Untersuchungen durchgeführt, die die verbrauchsneutrale Minderung der Stickoxidemissionen bei gleichzeitiger Leistungsanhebung zum Ziel hatten. Die Zielvorgaben für das Hercules-Teilprojekt 'Multistage/Intelligent Turbocharging' waren wie folgt definiert: Nutzmitteldruck 30 bar, zweistufige Aufladung basierend auf Serien-Turboladern, maximaler Zylinderdruck zirka 250 bar, Stickoxidemission um 30 % geringer als beim IMO 1-Basismotor, unveränderter Kraftstoffverbrauch, keine Verschlechterung der Rauchwerte (FSN), Lastaufschaltverhalten wie Basismotor. Für den Versuchsträger waren das Brennverfahren, die Aufladegruppe sowie die Ventilsteuerzeiten auszulegen und darzustellen. Im Beitrag wird zunächst das Technologiekonzept und Auslegung erläutert (Miller-Verfahren, zweistufige Auslegung, rechnerische Auslegung, Voruntersuchungen). Die Ergebnisse zu folgenden Punkten werden dargestellt: Steuerstrategie der Variabilitäten, Performance des Aufladesystems, Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsminderungspotenziale, Instationärverhalten. Es gelang, die NO(x)-Emissionen verbrauchsneutral um über 40 % abzusenken und gleichzeitig die Zylindernennleistung von 560 auf 640 kW zu steigern. Besonders hervorzuheben ist, dass diese ausgezeichneten Ergebnisse mit einem sehr guten Rauchverhalten erreicht werden und auch das Lastaufschaltverhalten des Motors vergleichbar mit dem des einstufig aufgeladenen Serienmotors ist. Entscheidend für dieses hervorragende Gesamtergebnis ist das gewählte Technologiepaket bestehend aus einem variablen Ventiltrieb (VVT) für die Einlassventile und dem flexiblen Aufladesystem mit variablem Turbinenquerschnitt (VTA) an der Hochdruckstufe. Ein weiterer Baustein ist das bereits am Serienmotor vorhandene CR-Einspritzsystem.
Potenziale der zweistufigen Aufladung am Großdieselmotor 6L 32/44 CR von MAN
Motortechnische Zeitschrift ; 69 , 10 ; 818-828
2008
9 Seiten, 10 Bilder, 1 Tabelle, 20 Quellen
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German
Aufladung - Potenziale der zweistufigen Aufladung am Grossdieselmotor 6L 32-44 CR von MAN
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