MAHLE zeigt in diesem Beitrag auf, inwieweit sich durch eine auslassseitig kontinuierlich variable Ventilsteuerung in Kombination mit einstufiger Turboaufladung die Drehmomentcharakteristik optimieren lässt. Die variable Auslasssteuerzeitbreite wird dabei mit einer einfachen und kostengünstigen CamInCam (CIC) Auslassnockenwelle in einer DOHC Anwendung erreicht. Durch eine auslassseitige CamInCam-Nockenwelle kann sowohl der stationäre aber insbesondere auch der instationäre Drehmomentverlauf eines abgasturboaufgeladenen 4-Zylinder Ottomotors nahezu nennleistungsverbrauchsneutral signifikant verbessert werden. Die erzielbaren Performancegewinne gehen deutlich über diejenigen hinaus, die mit einem ein- und auslassseitigen Phasensteller darstellbar sind. Anders als bei einer auslassseitigen 2-Punkt Ventilhubumschaltung, bei der eine Hubkurve für den oberen Last- und Drehzahlbereich ausgelegt ist, ermöglicht die kontinuierliche auslassseitige Ventiltriebsvariabilität, die Auslasssteuerzeitbreite an die unterschiedlichen Anforderungen zwischen stationärem und instationärem Betrieb im unteren Drehzahlbereich stufenlos anzupassen. Gegenüber dem Stand der Technik beim aufgeladenen Ottomotor, d.h. Direkteinspritzung sowie ein- und auslassseitige Phasensteller, ermöglicht die CIC-Funktionalität darüber hinaus signifikante stationäre wie auch instationäre Drehmomentsteigerungen. Trotz dieser Drehmomentsteigerung kann mithilfe der CIC die spezifische Leistung von 90 kW/l annähernd verbrauchsneutral beibehalten werden. Die Ergebnisse müssen vor dem Hintergrund gesehen werden, dass der verwendete Turbolader für den Betrieb in Kombination mit einem mechanischen Lader im unteren Drehzahlbereich ausgelegt und entsprechend groß dimensioniert worden ist. Eine für eine einstufige Aufladung optimierte Auslegung würde entsprechend kleiner ausfallen. Je nach Laderdimensionierung kann der Fokus der CIC Auslegung auf einer Optimierung des Drehmomentes im unteren Drehzahlbereich und/oder auf einer Reduktion des Nennleistungsverbrauchs liegen. Die Öffnungsdauervariabilität durch eine Relativverdrehung der beiden Auslassnocken zueinander darzustellen, stellt eine bauraum- und kosteneffiziente Lösung dar. Insbesondere im Hinblick darauf, dass sowohl bei der Nockenwelle, aber auch bei den Phasenstellern auf bewährte Serientechnik zurückgegriffen werden kann.
Neue Konzepte zur Optimierung des transienten Drehmomentaufbaus und zur Verbrauchsoptimierung von aufgeladenen Ottomotoren
New concepts for optimising transient torque response and fuel economy of turbocharged gasoline engines
2009
17 Seiten, 13 Bilder, 1 Tabelle, 7 Quellen
Conference paper
German
Automotive engineering | 2009
|Ladeluftkuehlung bei aufgeladenen Personenwagen-Ottomotoren
Automotive engineering | 1982
|Oktanbedarf bei modernen aufgeladenen Ottomotoren
Automotive engineering | 2015
|