Ein praktikabler Ansatz für die Niedertemperatur-Benzinverbrennung für Offroad-, Mittel- und Schwerlasttransport-Anwendungen

Autoren

Dr. J. E. Dec, Dr. D. Lopez Pintor, Sandia National Laboratories, Livermore; Dr. R. Vijayagopal, Argonne National Laboratory, Lemont:

Jahr

2023

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Die Niedertemperatur-Benzinverbrennung (LTGC) mit additiver Kraftstoffeinspritzung (AMFI) ist eine neue Verbrennungsstrategie, die auf der kinetisch gesteuerten Kompressionszündung einer verdünnten Ladung mit geringer bis mäßiger Kraftstoffschichtung basiert, bei der eine schnelle Verbrennungssteuerung bereitgestellt wird indem bei jedem Motorzyklus winzige Mengen eines zündungsverbessernden Additivs in den Kraftstoff gegeben werden, um seine Reaktivität zu steuern. Diese Strategie wurde verwendet, um einen LTGC-AMFI-Motor bei Lasten von Leerlauf bis 16,3 bar BMEP und Drehzahlen von 600 bis 2400 U/min mit normalem E10-Benzin zu betreiben. In diesem Lastdrehzahlbereich lieferte der LTGC-AMFI-Motor einen um 10–25 % besseren thermischen Bremswirkungsgrad als ein marktführender Dieselmotor ähnlicher Größe, was zu einer erheblichen Verringerung der Treibhausgasemissionen führte. Es hat sich auch gezeigt, dass LTGC gut mit erneuerbaren flüssigen Kraftstoffen für weitere THG-Reduktionen funktioniert. Der LTGC-AMFI-Motor zeigte nahezu null Rauch- und NOx-Emissionen, die 4- bis 100-mal niedriger waren als die eines Dieselmotors, ausreichend niedrig, dass keine Nachbehandlung oder passive NOx-Nachbehandlung ausreichen würde (Dieselabgasflüssigkeit ist nicht erforderlich). Die Temperaturen am Ausgang der Turbine waren ausreichend für Oxidationskatalysatoren für Kohlenwasserstoffe und CO. Autonomie-Simulationen über die Fahrzyklen GEM ARB Transient und GEM 55 mph Cruise für Klasse-6-Lkw mit dieser Technologie zeigten Kraftstoffeinsparungen von 8,1 bzw. 11,4 mpg-ge. was 25 % und 20 % Verbesserungen gegenüber einem Dieselmotor ähnlicher Größe entspricht. Die NOx-Emissionen aus dem Motor lagen mit 0,024 bzw. 0,01 g/bhp-h deutlich unter den aktuellen US-Emissionsnormen.

ISBN

978-3-9504969-2-5