Einsatz und Potenzial einer extrem abgemagerten, homogenen Verbrennung zur Reduzierung der NOₓ-Emission und des Kraftstoffverbrauches

Autoren

Dr.-Ing. B. Mahr, MAHLE Powertrain Ltd., Northampton; H. Blaxill, Dr. W. Attard, MAHLE Powertrain LLC, Novi, MI, USA

Jahr

2012

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 735

Zusammenfassung

Um zukünftige globale Emissionsziele einzuhalten wird es kurz und mittelfristig notwendig sein den Kraftstoffverbrauch des fremdgezündeten ottomotorischen Antriebs zu verbessern. Das Downsizing ist hierbei die dominierende Technologie, die derzeit sowohl in den USA als auch in Europa eingesetzt wird. Zusätzlich sind Technologien wie variable Ventiltriebe sowie geschichtete, magere Verbrennung durch einige Hersteller eingesetzt worden. Dieser Artikel betrachtet die Anwendung einer homogenen extrem mageren Verbrennung ausgehend von der Grundlage derzeitiger und zukünftiger Motortechnik. Die extrem magere Verbrennung wird durch ein hochenergetisches System des turbulenten Zündstrahls erreicht. Das „Turbulent Jet Ignition“ System ist ein neuartiges fremdgezündetes Brennverfahren. Dieses extrem magere Verfahren erlaubt einen stabilen Teillastbetrieb bei einem Lambdawert von 2. Der Erfolg hat sich in niedrigem Verbrauch, hohem thermischen Wirkungsgrad und niedrigen NOx Emissionen gezeigt. Weiterhin erlaubt die hohe Klopfunempfindlichkeit des Brennverfahrens den Einsatz hoher Verdichtungsverhältnisse oder Synergien mit Aufladungsverfahren. Hier werden die Auslegung des Systems und die Anwendung an einem Versuchsaggregat gezeigt. Die Versuchsergebnisse aus einer saugmotorischen Anwendung werden im Detail vorgeführt und die Anwendung an einem aufgeladenen Triebwerk aufgezeigt.

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