Homogenes Dieselbrennverfahren für EURO 5 und TIER 2/LEV 2 – Realisierung der modifizierten Prozessführung durch innovative Hardware- und Steuerungskonzepte

Autoren

Dipl.-Ing. J. Kahrstedt, Dipl.-Ing. G. Buschmann, Dipl.-Ing. O. Predelli, Dr.-Ing. K. Kirsten, IAV GmbH, Berlin

Jahr

2004

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 566

Zusammenfassung

Die Abgasgesetzgebung für Pkw-Dieselmotoren nach dem Jahr 2007 erfordert aus heutiger Sicht die volle Ausschöpfung möglichst kosten- und CO2-optimaler Maßnahmen zur Absenkung der limitierten Schadstoffemissionen. Der vorliegende Beitrag zeigt das Potenzial eines homogenen Dieselbrennverfahrens als ein Konzept für den unteren Teillastbereich des Motorkennfeldes. Das idealisiert auch als Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) bezeichnete Verfahren ermöglicht eine praktisch NOx– und rußfreie Verbrennung, welche die Anforderungen an kostenintensive aktive Abgasnachbehandlungssysteme entscheidend verringert. Ausgehend von einer Analyse der gesetzlichen Rahmenbedingungen und des aktuellen Entwicklungsstandes der homogenen Dieselverbrennung auf Basis heutiger Motorkonzepte werden die Anforderungen für die Realisierung der veränderten Prozessführung durch reaktionskinetische Betrachtungen in Verbindung mit der Motorprozesssimulation erarbeitet und durch Messungen am Einzylindermotor verifiziert. Das Hauptaugenmerk der künftigen Entwicklung zur Erweiterung des Lastbereiches ist auf die Feinabstimmung der innermotorischen Prozessführung (Einlasstemperatur, Verdichtung, Abgasrückführung, Ladedruck, Ladungsmasse, Einspritzung und Gemischbildung) zu legen, welche eine zum Teil auf physikalischen Modellen basierende Motorsteuerung verlangt. Es wird aufgezeigt, dass der Ansatz einer homogenen Dieselverbrennung im Wesentlichen in die gleiche Richtung zeigt wie die evolutionäre Weiterentwicklung heutiger Pkw-Dieselmotoren.

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