Sechszylinder-Dieselmotor von BMW mit Aluminium-Kurbelgehäuse und Piezo-Einspritzung.
BMW
Eingehende Kenntnisse über den Ladungswechsel sind entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung moderner Motoren. Wichtig sind dabei die Komponenten, die zu optimalen Strömungsverhältnissen und damit zu einer optimalen Leistungsentfaltung beitragen.
Beim Ansaugen und Verdichten des Frischgemisches ergeben sich komplexe Strömungsverhältnisse. Bauteile wie der Zylinderkopf, die Einspritzanlage, Kolben, Pleuel und Kurbelwelle, die Saugrohranlage wie auch Ventile und der Motorblock beeinflussen die Strömungen. Diese haben einen entscheidenden Einfluss auf den Gemischbildungs- und Verbrennungsprozess. Und damit auch auf die Leistungsentfaltung. Wichtig ist insbesondere die Wechselwirkung und die Zusammenarbeit der Bauteile untereinander zu betrachten. Denn nur so können optimale Strömungsverhältnisse erreicht werden.
Der variable Ventiltrieb hat sich beim Ottomotor in den vergangenen Jahren immer mehr durchgesetzt - zuletzt vor allem in Verbindung mit der Zylinderabschaltung. Nun widmen sich die Entwickler auch zunehmend dem Dieselmotor. Der variable Ventiltrieb hat auch beim Dieselmotor das Potenzial, verstärkt in der Serie angewendet zu werden. Das wichtigste Einsatzfeld bleibt allerdings der Ottomotor. Dieser kann vom optimierten Ladungswechsel noch deutlich mehr profitieren.
Ladungswechselverluste reduzieren
Mit immer umfangreicheren Maßnahmen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen steigen auch entsprechend die Anforderungen an den Ladungswechsel. Weitere Systementwicklungen können dabei unterstützen, die Ladungswechselarbeit weiter zu reduzieren. Ricardo hat ein neues strahlgeführtes Direkteinspritzverfahren entwickelt, mit dem Ottomotoren nahezu vollständig ungedrosselt laufen und die Vorteile einer mageren Verbrennung in einem ungewöhnlich großen Teil des Kennfelds nutzen können. Schaeffler und IAV haben die Potenziale einer zylinderselektiven Mehrfach-Ventilhubumschaltung für einen typischen Vierzylinder-Ottomotor mit Turboaufladung untersucht. Sie geben Einblick in die anhand von Motorsimulationsmodellen gewonnenen Erkenntnisse.