ISBN 9783843906944

978-3-8439-0694-4, Reihe Fahrzeugtechnik

Alexander Hettinger
Identifikation der Stellgrößen im Luft- und Kraftstoffpfad und deren Einfluss auf die Steuerung eines aufgeladenen Ottomotors an der Klopfgrenze

192 Seiten, Dissertation Karlsruher Institut für Technologie (2012), Hardcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Vor dem aktuellen Hintergrund zum Downsizing von Verbrennungsmotoren rückt eines der ursprünglichen Phänomene des Ottomotors, das Klopfen, erneut stärker in den Vordergrund. Die klopfende Verbrennung stellte jeher eine Limitierung dar und bestimmte maßgeblich das Verdichtungsverhältnis des Ottomotors. Mit steigendem Aufladegrad und der damit einhergehenden Betriebspunktverschiebung bestimmt die klopfende Verbrennung zunehmend auch den Wirkungsgrad in weiten Teilen des Betriebskennfelds.

Die vorliegende Arbeit zeigt Möglichkeiten auf, trotz hohen Aufladegrads eine hohe Verdichtung zu realisieren. Hierzu sind zahlreiche Maßnahmen an einem aufgeladenen Einzylinder-Motor untersucht und bewertet worden. Diese fokussieren sich in erster Linie auf die Gemischbildung, die über das Hochdruckeinspritzsystem maßgeblich bestimmt wird sowie auf den Luftpfad, der über eine vollvariable Ventilsteuerung und eine externe Abgasrückführung positiven Einfluss auf die Klopfgrenze nehmen kann.

Im Rahmen der Arbeit wurde ein Zwei-Zonen-Modell entwickelt, das basierend auf einer Mehrfachdruckindizierung eine exakte Bestimmung der Klopforte im Brennraum ermöglicht und somit eine detaillierte Analyse der klopfenden Verbrennung erlaubt. Ferner fanden simulative Betrachtungen mittels modifizierten Klopfmodells statt, um das Potenzial eines vollkommen klopffreien Motors zu ermitteln.