Dynamic Skip Fire: Technologie für innovative Antriebe

Autoren

M. Younkins PhD, E. Ortiz-Soto PhD, M. Wilcutts PhD, J. Fuerst BSME MBA, Tula Technology, San Jose, USA; A. Rayl MSEE, General Motors, Milford, USA

Jahr

2018

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 807

Zusammenfassung

Nach einer intensiven Bewertung durch General Motors wird Tulas Dynamic Skip Fire (DSF®) Technologie als ein Dynamic Fuel Managment (DFM) System zur Zylinderabschaltung in Serie eingeführt. Das System kombiniert Millisekunden genaue Drehmomentenregelung mit Zylinderabschaltung zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs bei Ottomotoren. Die Regelung jedes Arbeitsspiels optimiert das Motorbetriebsverhalten, so dass der Verbrauchsbestwert in einem weiten Kennfeldbereich genutzt werden kann. General Motors wird Dynamic Fuel Managment im Modelljahr 2019 in die Serie einführen. Aufbauend auf dem Active Fuel Managment (AFM), das im Jahr 2005 eingeführt wurde, erweitert DFM das System um die Zylinderabschaltung für alle Zylinder der 5,3 l und 6,2 l V8 Motoren. Dies ermöglicht eine große Vielfalt von Zündfolgen. In dieser Anwendung von DFM kommen 29 Zündfolgen im stationären Motorbetrieb zum Einsatz. Der Übergang zwischen verschiedenen Zündfolgen erfolgt kontinuierlich. Es wurden Maßnahmen entwickelt und eingeführt um die Umschaltzeit der Zylinder zu reduzieren. Die Abgasgrenzwerte für ULEV 50 wurden angestrebt und erreicht. Unter Einhaltung der für die Serie gültigen Grenzwerte für Geräusch und Vibrationen wurden erhebliche Kraftstoffreduzierungen erreicht. Die finalen Verbrauchswerte werden im Laufe des Jahres veröffentlicht. Des weiteren werden kontinuierliche Verbesserungen von Tulas DSF dargestellt um die Automobilindustrie bei der Reduzierung der weltweiten Flottenverbräuche zu unterstützen. In allen Märkten werden zusätzliche Technologien zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs eingeführt wie die Elektrifizierung sowie Verbesserungen der Verbrennung und der Brennverfahren. Tulas DSF stellt eine Ergänzung dieser zusätzlichen Technologien dar. Zum Beispiel, eDSF™, nutzt die Synergien zwischen DSF and der Hybridisierung. Die Entwicklung, die mit vier eDSF Fahrzeugen durchgeführt wurde, hat gezeigt, dass eDSF die 48 V Hybrid Verbräuche um ca. 8 % im WLTC verbessert. Tula hat auch mDSF™ entwickelt, dieses System verbindet DSF mit unterschiedlichen Nockenprofilen und dem Miller Zyklus. Basierend auf Motorprüfstandsergebnissen rechnet Tula mit einer Verbrauchsreduzierung im Fahrzeug von 6 bis 8 % im Zertifizierungzyklus, im Vergleich zu einem konventionellen Motor mit einem 2 Stufen Miller System. Die Dynamic Skip Fire Technologie wird weiterentwickelt in Verbindung mit Elektrifizierung, innovativen Verbrennungsstrategien und anderen Technologien. Erhebliche Synergievorteile werden dadurch erreicht und eingeführt.