Nutzfahrzeugmotoren gemäß den zur Zeit geltenden Euro-5-Emissionsgrenzwerten können heute mit innermotorischen Maßnahmen, also ohne aufwendige Systeme zur Abgasnachbehandlung dargestellt werden. Um die dabei erforderlichen AGR-Raten ohne Einbußen hinsichtlich des Verbrennungsluftangebots zu verwirklichen, sind hohe Aufladegrade notwendig. In diesem Rahmen ist die zweistufige Aufladung, die Effizienz mit hoher Betriebssicherheit verbindet, nahezu unabdingbar. Mit ihren Eigenschaften hebt sie sich äußerst positiv von konkurrierenden Aufladeverfahren ab; dennoch ist weiterhin ein großes Entwicklungspotenzial vorhanden. Bei einer speziell auf die Erfordernisse der Zweistufigkeit ausgerichteten Auslegung der beteiligten Aggregate könnte der effektive Turboladerwirkungsgrad weiter gesteigert werden Die dabei eintretende Erhöhung des Spülgefälles führt ohne weitere Maßnahmen zu sinkenden AGR-Raten. Dem kann durch geeignete Hilfsmittel wie beispielsweise Venturirohr oder intermittierende Drosselung begegnet werden. Auf diese Weise kann das Potenzial, welches durch das höhere Spülgefälle gegeben ist, zur Verbesserung von Betriebswerten wie Kraftstoffverbrauch, Spitzendruck und Verbrennungsluftverhältnis ausgeschöpft werden. Mit dem rechnerisch betrachteten variablen Venturirohr ließ sich das erhöhte Spülgefälle unter Aufrechterhaltung des niedrigen NO(x)-Niveaus des Ausgangsmotors für Verbrauchssenkungen nutzen, die im Durchschnitt bei etwa 2 % lagen. Weitere Vorteile ergaben sich durch geringere Spitzendrücke und höhere Verbrennungsluftverhältnisse. Die bisherigen Betrachtungen beschränkten sich auf das stationäre Betriebsverhalten. Im nächsten Schritt soll auch das transiente Verhalten mit angepassten Turboaggregaten beurteilt werden. Angesichts der geringeren Anforderungen an die maximalen Druckverhältnisse ist auf Seiten des Hochdruckturboladers möglicherweise Spielraum für eine Durchmesserreduzierung gegeben. Das entsprechend verringerte Trägheitsmoment könnte zu einer Verbesserung des Ansprechverhaltens beitragen. Die beschriebenen Maßnahmen sind in ihrem Einsatzbereich grundsätzlich nicht auf den Nutzfahrzeugmotor beschränkt.
Verbesserte Motorbetriebswerte durch maßgeschneiderte ATL-Kennfelder
Aufladetechnische Konferenz, 14 ; 103-122
2009
20 Seiten, 43 Bilder, 2 Tabellen, 10 Quellen
Conference paper
German
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