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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

23. Benzinverbrennung

verfasst von: Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Wolfram Gottschalk

Erschienen in: Grundlagen Verbrennungsmotoren

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die klassischen ottomotorischen Brennverfahren zeichnen sich durch folgende Charakteristika aus:
  • Vormischung von Luft und Kraftstoff zu einem sowohl zünd‑ als auch verbrennungsfähigen Gemisch;
  • i. d. R. deutliche zeitliche Trennung von Gemischbildung und Verbrennung;
  • damit meist vollständige Verdampfung des Kraftstoffs bei Zündung bzw. Verbrennungsbeginn;
  • einphasiger Verbrennungsablauf auf der Basis einer den Brennraum durchquerenden Flammfront;
  • starker Einfluss der Turbulenz innerhalb der Flammfront;
  • deflagrativer Charakter, d. h. hohe Temperatur‐Orts‐Gradienten normal zur Flammfrontrichtung (Nieberding 2001).
Somit bestimmt erwartungsgemäß die Spezifikation des Brennverfahrens die Anforderungen an das Gemischbildungssystem bzw. ‑verfahren. Zur wesentlichen Klassifizierung gehören die Unterscheidungen nach dem Homogenisierungsgrad des Gemischs, nach dem globalen Luftverhältnis und nach der Positionierung des Gemischbildungsorgans, d. h. Injektors, relativ zum Brennraum. Die kausale Verknüpfung dieser Begriffe ist in Abb. 23.1 dargestellt.
Die Charakterisierung der ottomotorischen Brennverfahren durch vorgemischte Flammen steht im Gegensatz zur dieselmotorischen Verbrennung auf der Basis der Diffusionsverbrennung (Kap. 24). Durch ungünstige Randbedingungen (niedrige Motor‑ oder Ansauglufttemperaturen) oder ungeeignete Parametrierung (Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck) kann es zu anteiliger diffusiver Verbrennung beim Ottomotor kommen. Diese erzeugt erwartungsgemäß eine Zunahme der Brenndauer und eine deutliche Erhöhung der Partikelanzahl‑ und ‑massenemission.
Literatur
Zurück zum Zitat Altenschmidt, F., Gildein, H., Laudenbach, N., Schaupp, U., Waltner, A.: Das strahlgeführte Mercedes-Benz-Brennverfahren – Nicht nur für den Schichtbetrieb entwickelt (2012). Diesel- und Benzindirekteinspritzung VIII, Haus der Technik Altenschmidt, F., Gildein, H., Laudenbach, N., Schaupp, U., Waltner, A.: Das strahlgeführte Mercedes-Benz-Brennverfahren – Nicht nur für den Schichtbetrieb entwickelt (2012). Diesel- und Benzindirekteinspritzung VIII, Haus der Technik
Zurück zum Zitat van Basshuysen, R., Schäfer, F. (Hrsg.): Handbuch Verbrennungsmotor. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2007) van Basshuysen, R., Schäfer, F. (Hrsg.): Handbuch Verbrennungsmotor. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2007)
Zurück zum Zitat Caton, P.A., Song, H.H., Kaahaaina, N.B., Edwards, C.F.: Strategies for achieving residual-effected homogeneous charge compression ignition using variable valve actuation. SAE 2005-01-0165. (2005) Caton, P.A., Song, H.H., Kaahaaina, N.B., Edwards, C.F.: Strategies for achieving residual-effected homogeneous charge compression ignition using variable valve actuation. SAE 2005-01-0165. (2005)
Zurück zum Zitat Fischer, J., Xander, B., Velji, A., Spicher, U.: Zyklusaufgelöste Bestimmung des lokalen Luftverhältnisses an der Zündkerze bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung. Internationales Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2004) Fischer, J., Xander, B., Velji, A., Spicher, U.: Zyklusaufgelöste Bestimmung des lokalen Luftverhältnisses an der Zündkerze bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung. Internationales Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2004)
Zurück zum Zitat Fröhlich, K., Borgmann, K., Liebl, J.: Potenziale zukünftiger Verbrauchstechnologien. Wiener Motorensymposium. (2003) Fröhlich, K., Borgmann, K., Liebl, J.: Potenziale zukünftiger Verbrauchstechnologien. Wiener Motorensymposium. (2003)
Zurück zum Zitat Gastaldi, P., Dehoux, S., Hardy, J.P.: Mild HCCI: a worldwide combustion system for very low emissions? 8. Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2008) Gastaldi, P., Dehoux, S., Hardy, J.P.: Mild HCCI: a worldwide combustion system for very low emissions? 8. Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2008)
Zurück zum Zitat Gottschalk, W.: Einfluss kleiner Einlassventilhübe auf die Gemischbildung in Ottomotoren. Shaker, Aachen (2001). ISBN 978-3826584022. Dissertation, O.-v.-Guericke-Universität Magdeburg Gottschalk, W.: Einfluss kleiner Einlassventilhübe auf die Gemischbildung in Ottomotoren. Shaker, Aachen (2001). ISBN 978-3826584022. Dissertation, O.-v.-Guericke-Universität Magdeburg
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Zurück zum Zitat Graf, J., Lauer, T., Geringer, B.: Laserzündung von flüssigen alternativen Kraftstoffen. MTZ 73(5) (2012) Graf, J., Lauer, T., Geringer, B.: Laserzündung von flüssigen alternativen Kraftstoffen. MTZ 73(5) (2012)
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Zurück zum Zitat Guibert, P., Morin, C., Mokhtari, S.: Verbrennungssteuerung durch Selbstzündung, Teil 2: Experimentelle Analyse. MTZ 65(2), 122–130 (2004) Guibert, P., Morin, C., Mokhtari, S.: Verbrennungssteuerung durch Selbstzündung, Teil 2: Experimentelle Analyse. MTZ 65(2), 122–130 (2004)
Zurück zum Zitat Herrmann, H.-O., Herweg, R., Karl, G., Pfau, M., Stelter, M., Ellmer, D.: Regelungskonzepte in Ottomotoren mit homogen-kompressionsgezündeter Verbrennung. Fachtagung „Kontrollierte Selbstzündung – Ein Brennverfahren zur Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und NO x-Emissionen“, Haus der Technik Essen, 21.20.2010. (2005) Herrmann, H.-O., Herweg, R., Karl, G., Pfau, M., Stelter, M., Ellmer, D.: Regelungskonzepte in Ottomotoren mit homogen-kompressionsgezündeter Verbrennung. Fachtagung „Kontrollierte Selbstzündung – Ein Brennverfahren zur Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und NO x-Emissionen“, Haus der Technik Essen, 21.20.2010. (2005)
Zurück zum Zitat Heywood, J.B.: Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill, New York (1988) Heywood, J.B.: Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill, New York (1988)
Zurück zum Zitat Holy, G., Piock, W.F., Wirth, M.: Ottomotorkonzepte mit Direkteinspritzung für Euro III/IV. In: Direkteinspritzung im Ottomotor. Expert (1998) Holy, G., Piock, W.F., Wirth, M.: Ottomotorkonzepte mit Direkteinspritzung für Euro III/IV. In: Direkteinspritzung im Ottomotor. Expert (1998)
Zurück zum Zitat Kaufmann, M.: Thermodynamische Analyse des kompressionsgezündeten Benzinmotors. Dissertation Technische Universität Graz (2005) Kaufmann, M.: Thermodynamische Analyse des kompressionsgezündeten Benzinmotors. Dissertation Technische Universität Graz (2005)
Zurück zum Zitat Kaufmann, M., Berckmüller, M., Hartmann, M., Brehm, N., Eder, A., Schwarz, C.: Methodeneinsatz bei der Entwicklung des ottomotorischen HCCI-DI Brennverfahrens. Internationales Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2004) Kaufmann, M., Berckmüller, M., Hartmann, M., Brehm, N., Eder, A., Schwarz, C.: Methodeneinsatz bei der Entwicklung des ottomotorischen HCCI-DI Brennverfahrens. Internationales Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2004)
Zurück zum Zitat Maiwald, O.: Experimentelle Untersuchungen und mathematische Modellierung von Verbrennungsprozessen in Motoren mit homogener Selbstzündung. Dissertation, Universität Karlsruhe (2005) Maiwald, O.: Experimentelle Untersuchungen und mathematische Modellierung von Verbrennungsprozessen in Motoren mit homogener Selbstzündung. Dissertation, Universität Karlsruhe (2005)
Zurück zum Zitat Nieberding, R.-G.: Die Kompressionszündung magerer Gemische als motorisches Brennverfahren, Dissertation, Universität Siegen (2001) Nieberding, R.-G.: Die Kompressionszündung magerer Gemische als motorisches Brennverfahren, Dissertation, Universität Siegen (2001)
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Zurück zum Zitat Schumacher, M., Wensing, M.: A gasoline fuelled pre-chamber ignition system for homogeneous lean combustion processes. SAE 2016-01-2176. (2016) CrossRef Schumacher, M., Wensing, M.: A gasoline fuelled pre-chamber ignition system for homogeneous lean combustion processes. SAE 2016-01-2176. (2016) CrossRef
Zurück zum Zitat Stan, C., Guibert, P.: Verbrennungssteuerung durch Selbstzündung, Teil 1: Thermodynamische Grundlagen. MTZ 65(1), 56–62 (2004) Stan, C., Guibert, P.: Verbrennungssteuerung durch Selbstzündung, Teil 1: Thermodynamische Grundlagen. MTZ 65(1), 56–62 (2004)
Zurück zum Zitat Suck, G.: Untersuchung der HC-Quellen an einem Ottomotor mit Direkteinspritzung, Dissertation, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (2001) Suck, G.: Untersuchung der HC-Quellen an einem Ottomotor mit Direkteinspritzung, Dissertation, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (2001)
Zurück zum Zitat Witt, A., Kern, W.: Methoden zur Beurteilung der lokalen Gemischqualität am Zündort bei Otto-DI-Motoren. Internationales Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2004) Witt, A., Kern, W.: Methoden zur Beurteilung der lokalen Gemischqualität am Zündort bei Otto-DI-Motoren. Internationales Symposium für Verbrennungsdiagnostik, Baden-Baden. (2004)
Zurück zum Zitat Yu, S., Xie, K., Yu, X., Wang, M., Zheng, M., Han, X., Tjong, J.: High Energy Ignition Strategies for Diluted Mixtures via a Three-Pole Igniter. SAE 2016-01-2175. (2016) CrossRef Yu, S., Xie, K., Yu, X., Wang, M., Zheng, M., Han, X., Tjong, J.: High Energy Ignition Strategies for Diluted Mixtures via a Three-Pole Igniter. SAE 2016-01-2175. (2016) CrossRef
Metadaten
Titel
Benzinverbrennung
verfasst von
Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Wolfram Gottschalk
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-23557-4_23

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