Strengere Grenzwerte bei der Abgasgesetzgebung sowie der verstärkte Einsatz alternativer Kraftstoffe wie Bioethanol stellen neue Herausforderungen hinsichtlich der Starteigenschaften von Ottomotoren. An der TU Wien wurden Untersuchungen zur Verbesserung von Startbarkeit und Kaltstartemissionen durchgeführt und neue Ansätze wie die Androsselung im Kaltstart gefunden. Die Untersuchungen wurden an einem serienmäßigen, saugrohreinspritzenden Ottomotor sowie einem aufgeladenen, direkteinspritzenden Ottomotor durchgeführt. Eine eigene Kaltstartfunktion in der Indizierauswertesoftware mit verkürzter Synchronisierungszeit erlaubt die Aufzeichnung und Analyse sämtlicher Messgrößen ab dem ersten Arbeitstakt. Daneben wurden eine Breitbandlambdasonde zur Erfassung der Luftzahl im Abgas des ersten Zylinders sowie ein schneller Flammenionisationsdetektor direkt nach dem Auslassventil desselben Zylinders eingesetzt. Mit Hilfe dieses Messaufbaus war es unter anderem möglich, die Kohlenwasserstoffkonzentration im Abgas während des Motorhochlaufs kurbelwinkelaufgelöst zu messen. Die Indiziermess- und Aufnahmetechnik erfasst auch hochaufgelöst den Drehzahl-und Luftzahlverlauf während des Motorhochlaufs und eröffnet damit die Möglichkeit, dass für verschiedene Varianten und Strategien identische Abstimmungen hinsichtlich dieser beiden Messgrößen vorgenommen werden können. Zur Identifizierung des Potenzials unterschiedlicher Kaltstartstrategien wurden die hochaufgelöst gemessenen Kohlenwasserstoffkonzentrationen im Abgas in weiterer Folge einer Ladungswechselrechnung zur Ermittlung des zyklusaufgelösten Kohlenwasserstoffmassenstroms unterzogen. Mit Hilfe der Messmethodik wurden an einem serienmäßigen, saugrohreinspritzenden Ottomotor verschiedene Strategien zur Verbesserung der Gemischaufbereitung und damit Senkung der Emissionen im Kaltstart entwickelt. Als eine viel versprechende Variante hat sich die Androsselung der Ansaugluft beim Kaltstart erwiesen. Mittels der eingesetzten Messtechnik und einer Ladungswechselrechnung konnte am saugrohreinspritzenden Ottomotor die Wirksamkeit dieser Maßnahme zur Emissionseinsparung und Verbesserung der Gemischbildung nachgewiesen werden. Dieser vielversprechende Ansatz wurde auch an einem direkteinspritzenden Ottomotor zur Verbesserung der Startbarkeit bei tiefen Umgebungstemperaturen und Einsatz von E85-Kraftstoff erfolgreich umgesetzt. Dies ist vor allem für den steigenden Einsatz solcher Motoren für Flex-Fuel-Fahrzeugkonzepte von Interesse.
Verbesserung des Hochlaufs und des Emissionsverhaltens im Kaltstart und Warmlauf bei Ottomotoren
Motortechnische Zeitschrift ; 71 , 5 ; 368-372
2010
5 Seiten, 8 Bilder, 6 Quellen
Article (Journal)
German
Verbesserung des Hochlaufs und des Emissionsverhaltens im Kaltstart und Warmlauf bei Ottomotoren
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