Wirtschaftliche und gesetzliche Rahmenbedingungen zwingen die Automobilhersteller emissionsarme bzw. mit alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge anzubieten. Nach der EU-Richtlinie 2003/30/EG sollen bis 2020 europaweit 10 % aller Fahrzeuge mit Erdgas (CNG) betrieben werden. Zur Reduktion des Kraftstoffverbrauches, und damit auch von CO2-Emissionen, kommen verstärkt (CNG) Motoren zum Einsatz, welche dem Downsizing-Prinzip folgen, also kleinvolumige, aufgeladene Motoren mit erhöhter Leistungsdichte. Diese Motoren weisen eine große Spreizung des Kraftstoffverbrauches zwischen dem Leerlauf und der Volllast auf. Um über den gesamten Lastbereich bedarfsgerecht Gas zur Verfügung stellen zu können, ist eine entsprechende Gasdruckregelung vor den Einblasventilen erforderlich. Auf Basis dieser Anforderungen wurde ein elektronischer Druckregler mit zugehörigem Prototypensteuergerät entwickelt. Das Konzept eines automotiven Druckreglers basiert auf der Einführung eines Vordruckreglers der den Flaschendruck vor dem eigentlichen Druckregler reduziert, und einem elektronischen Druckregler, der durch eine entsprechende Ansteuerung den Versorgungsdruck in der Rail variabel verstellen kann. Die notwendige Variabilität des Versorgungsdruckes ergibt sich aus der Entwicklung zukünftiger CNG-Motorgenerationen, welche kleinvolumig und hoch aufgeladen sein werden. Diese Motoren lassen sich nicht mehr mit einem fix eingestellten Versorgungsdruck in der Rail betreiben. Die benötigte Gasmassendifferenz zwischen Leerlauf und Volllast ist so groß, dass ein fix definierter 'Kompromissversorgungsdruck', beide Betriebszustände nicht abbilden kann. Im Leerlauf wäre damit der Druck an den Einblasventilen zu hoch und ein unruhiger Lauf die Folge. Im Volllastbereich wäre der Druck zu gering, um den benötigten Massenstrom bereit zu stellen. Die mechanische Druckregelung reduziert den Tankdruck auf einen Arbeitsdruck von etwa 20 bar, der als Eingangsdruck für die elektronische Druckregelung dient. Die elektronische Druckregelung wird über ein PWM Signal angesteuert. Zur Implementierung des Druckreglers in ein Serienfahrzeug wird die Regelung in das Motorsteuergerät integriert und entsprechend parametrisiert.

    Economical and legal parameters demand from automobile manufacturers, the production of low-emission and alternative fuel driven vehicles. Aim of the EU-parameter 2003/30/EG, which calls for and patronises the use of biofuels and other renewable fuels of the transport sector, is that by 2020, ten percent of the vehicles Europe-wide, are operated with CNG (compressed natural gas). In order to reduce the fuel consumption and thus the emissions of CO2, CNG motors, are deployed more and more. These optimiced motors, which follow the downsizing principle, are charged motors of little volume with elevated power density. These motors do have a big spread of fuel consumption between the idle speed and the maximum load of the motor. In order to be able to supply the entire load range with the demanded gas, an active gas pressure regulation, positioned in front of the injector valves, is needed. Therefore, an electronic pressure regulator with an appropriate prototype controller, was developed. The concept of the pressure regulator consists of a mechanical pressure regulation which is combined with an electronic pressure regulation. The mechanical pressure control reduces the inner tank pressure to a working pressure of 20 bar, which is further the inlet pressure for the electronic pressure control. The concept of the pressure regulator consists of a mechanical pressure regulation which is combined with an electronic pressure regulation. The mechanical pressure control reduces the inner tank pressure to a working pressure of 20 bar, which is further the inlet pressure for the electronic pressure control. The electronic pressure regulation is controlled by a PWM signal. In order to implement the pressure regulator into a series-production vehicle, the regulation is integrated into the motor control unit and adequately parameterized.


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    Title :

    Elektronischer CNG-Druckregler


    Contributors:


    Publication date :

    2008


    Size :

    9 Seiten, 5 Bilder, 3 Quellen



    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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