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Über dieses Buch

Dimitri Seboldt zeigt die Auswirkungen verschiedener, die Gemischbildung und Verbrennung betreffender Parameter auf die Emissionen unverbrannter Kohlenwasserstoffe in Ottomotoren mit CNG-Direkteinblasung. Seine experimentellen und numerischen Untersuchungen stellen deutliche Unterschiede in der Gemischbildung zwischen gasförmigen und flüssigen Kraftstoffen heraus, die bei der Auslegung eines Brennverfahrens für Gasmotoren Berücksichtigung finden müssen. Durch das Herausarbeiten und Verstehen der hier dargestellten Phänomene mit einem gasförmigen Kraftstoff kann der Autor das Potenzial der CNG-Direkteinblasung zur HC-Reduktion aufzeigen und Anforderungen an ein HC-optimiertes Brennverfahren formulieren.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Chapter 1. Einführung und Zielsetzung

Die rasante Entwicklung der Mobilität in den letzten Jahrzehnten hat dazu geführt, dass der Verkehrssektor heute einen nicht unerheblichen Teil zur Umweltbelastung beisteuert [1]. Daher sind die großen politischen Themenfelder, denen die Automobilbranche seit geraumer Zeit ausgesetzt ist, die Reduktionen der klimawirksamen CO2- und Schadstoffemissionen. Forciert durch immer schärfere Gesetzgebungen erfuhr der seit über 125 Jahren bestehende Verbrennungsmotor eine kontinuierliche Effizienzsteigerung.
Dimitri Seboldt

Chapter 2. Stand der Technik

Vor dem Hintergrund der umweltpolitischen Diskussion um die Auswirkung des Verkehrs auf das Erdklima ist davon auszugehen, dass die Bedeutung von Erdgas als alternative Energiequelle bei der Suche nach einer Gesamtlösung zunehmen wird. Die Hauptgründe hierfür liegen nicht nur in der langfristigen und nachhaltigen Verfügbarkeit dieses Kraftstoffs [27], sondern vor allem in seinen günstigen Eigenschaften für die motorische Verbrennung. Welche das sind und inwieweit sie sich von Benzin unterscheiden, wird stellvertretend durch Methan in Tab. 2.1 vorgestellt.
Dimitri Seboldt

Chapter 3. Versuchsaufbau und Messplan

Für die experimentellen Untersuchungen kommt der aufgeladene Zweizylinder-Ottomotor Weber MPE 850 DOHC [137] zum Einsatz (vgl. Abb. 3.1). Die Aufladung erfolgt mittels eines Abgasturboladers (ATL) mit einer 950 °C Turbine und einem elektrisch verstellbaren Wastegate. Als Einspritzsystem kann zwischen einer Saugrohr- und einer Direkteinspritzung gewählt werden, wobei das Hochdruck-Einspritzventil (HDEV) zentral im Zylinderkopf positioniert ist.
Dimitri Seboldt

Chapter 4. Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen

Die charakteristischen Eigenschaften „geringe Dichte“ und „Partialdruck“ von Erdgas machen den Einblasedruck und -zeitpunkt zu wichtigen Einflussgrößen bei einem gasförmigen Kraftstoff. Je nach Kennfeldbereich bestimmen diese nicht nur die Emissionen, sondern auch die Zylinderfüllung und das Motorverhalten.
Dimitri Seboldt

Chapter 5. Anforderungen an HC-optimierte CNG-DI Brennverfahren

Im folgenden Kapitel erfolgt eine ganzheitliche Betrachtung der zuvor gewonnenen Erkenntnisse, aus denen die wesentlichen Anforderungen an ein HCoptimiertes Brennverfahren für die CNG-Direkteinblasung abgeleitet werden. Dabei basieren die Überlegungen und getroffenen Annahmen auf der Charakteristik des verwendeten Versuchsträgers Weber MPE 850 DOHC. Weiterhin werden die Anforderungen für die in Abb. 5.1 dargestellten Kennfeldbereiche, anhand von drei repräsentativen Betriebspunkten definiert.
Dimitri Seboldt

Chapter 6. Schlussfolgerungen und Ausblick

In der vorliegenden Arbeit wurde das Potenzial der CNG-Direkteinblasung zur Reduktion unverbrannter Kohlenwasserstoffe in stöchiometrisch betriebenen Ottomotoren untersucht. Ausgehend von der Auswahl relevanter motorischer und konstruktiver Einflussparameter wurden an einem Zweizylinder-Ottomotor deren Auswirkungen auf die HC-Quellen ermittelt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag dabei auf der emissionskritischen Teillast und dem aufgeladenen Betrieb mit Scavenging.
Dimitri Seboldt

Backmatter

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