Das immer stärker praktizierte Downsizing bei Verbrennungsmotoren, sprich die Betriebspunktverlagerung hin zu höherem Mitteldruck, führt neben dem positiven Effekt der Kraftstoffersparnis zu neuen Problemstellungen. Speziell beim hubraumkleinen Ottomotor wären dies: eine schlechte Charakteristik des Motors im Low-End-Torque Bereich, Einbußen bei einer dynamischer Lastanforderung und ein großer Anreicherungsbedarf im hohen Drehzahlbereich an der Volllast. Für diese Problemstellungen wurden folgende Lösungsansätze vorgestellt: Zur Verbesserung des Betriebsverhaltens im Low-End-Torque Bereich bieten sich zwei Möglichkeiten an. Zum einen die Erhöhung der Frischluftfüllung im Zylinder durch aktives Spülen. Dies wird durch die Ausführung des Motors als 3-Zylinder-Motors mit entsprechend variabler Ventilsteuerung realisiert. Die Vorteile gegenüber einem hubraumgleichen 4-Zylinder-Motors ergeben sich dabei aus dem vergrößerten Zündabstand. Zum anderen kann durch die Abkühlung der Ladeluft eine Steigerung der Luftdichte ermöglicht werden. Es wurde ein entsprechendes Kühlaggregat vorgestellt. Die erzielte Mitteldrucksteigerung lag bei ca. 6 %. Die Kühlung der Ladeluft ermöglicht dabei gleichzeitig eine Verbesserung beim dynamischen Verhalten des Motors. Hierzu wurde eine entsprechende Anordnung der zwei Ladeluftkühler in Kombination mit einer Bypassstrecke vorgestellt. Dadurch konnte der stationäre Mitteldruck ca. 3 Sekunden eher erreicht werden, als bei der Basisvariante. Zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei hoher Motordrehzahl wurde eine Absenkung des Anreicherungsbedarfs vorgeschlagen. Realisiert wurde dies durch den Einsatz von Abgasrückführung an der Volllast. Das mögliche Einsparpotenzial konnte aufgezeigt werden. Am verwendeten Versuchsträger belief sich dies auf bis zu 8 %.
Systemischer Ansatz zur Effizienzverbesserung am hochaufgeladenen 3-Zylinder Ottomotor
Systemic approach for improving the efficiency of a turbocharged 3-cylinder gasoline engine
Aufladetechnische Konferenz, 15 ; 467-488
2010
22 Seiten, 13 Bilder, 1 Tabelle, 5 Quellen
Conference paper
German
Systemischer Ansatz zur Effizienzverbesserung am hochaufgeladenen 3-Zylinder Ottomotor
Automotive engineering | 2010
|Selbstzündungsphänomene an einem hochaufgeladenen Ottomotor und Abhilfemöglichkeiten
Tema Archive | 2005
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