DI Turbo mit Scavenging – Weniger Verbrauch durch mehr Drehmoment

Autoren

Dr.-Ing. Martin Brandt, Dipl.-Ing. Michael Bäuerle, Dipl.-Ing. Martin Klenk, Dr.-Ing. Michael Nau, Dipl.-Ing. Martin Rauscher, Robert Bosch GmbH, Germany

Jahr

2006

Zusammenfassung

Die aktuelle Kraftstoffpreisentwicklung führt deutlich vor Augen, dass die wichtigste Entwicklungsherausforderung für den Ottomotor die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs darstellt – allerdings unter Erhalt der im Vergleich zum Dieselmotor ottomotorischen Vorteile, wie vergleichsweise günstige Systemkosten und Einhaltung schärfster Emissionsstandards. Dabei akzeptiert der Endkunde keine Abstriche bei der Fahrbarkeit. Vielmehr wird ein Aufschließen des Ottomotors auf das Niveau erwartet, das beim Dieselmotor hinsichtlich Elastizität und Drehmoment erreicht wurde. Im vorliegenden Beitrag wird aufgezeigt, wie sich beim Ottomotor durch den kombinierten Einsatz von Direkteinspritzung, Turboaufladung und Nockenwellen Phasenstellern eine deutliche Momentenerhöhung auch im untersten Drehzahlbereich mit geringen Ansprechzeiten über einen weiten Drehzahlbereich umsetzen läßt. Mithilfe von Ladungswechselsimulationen wurden dazu unterschiedliche Steuerzeiten- und Laderkonfigurationen bewertet. Außerdem konnte anhand von Fahrzeugversuchen nachgewiesen werden, dass die erwähnten attraktiven Drehmomente im Bereich niedriger Drehzahlen im stöchiometrischen Motorbetrieb emissionsoptimal darstellbar sind. Dabei kommt der Abstimmung der Steuerzeiten sowie einer korrekten funktionalen Beschreibung des Spülvorgangs durch die Motronic eine wichtige Rolle zu, um die thermische Belastung des Katalysators zu beherrschen. Darüber hinaus wurde das beschriebene Konzept in einem Demonstrationsfahrzeug umgesetzt und auf überzeugende Weise „erfahrbar“ gemacht. Das beschriebene Konzept ist hinsichtlich Kosten/ Nutzen sehr attraktiv und wird den Markterwartungen an den Ottomotor bzgl. Verbrauch, Fahrbarkeit und Emissionen auch im kostensensitiven Markt gerecht.

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