Schmierölverdünnung mit Ethanolkraftstoffen bei Kaltstart

Der Einfluss des Ethanolanteils in Kraftstoffen auf die Schmierölverdünnung moderner Ottomotoren mit Direkteinspritzung bildete den Fokus dieses Projekts. Ethanolmischkraftstoffe machen den Hauptanteil am weltweiten Biokraftstoffeinsatz aus. Ihre Eigenschaften erschweren den Einsatz unter kalten Bedingungen, insbesondere beim Motorkaltstart. Sie behindern die Gemischaufbereitung und machen größere Kraftstoffmengen erforderlich, was wiederum zu einer erhöhten Schmierölverdünnung führen kann. Zur Messung des Kraftstoffanteils im Öl wird ein neues onlinefähiges Messverfahren eingeführt, das mit konventionellen Methoden verglichen wird. Die Qualitätsbewertung der Gemischbildung findet mittels einer CFD-Simulation statt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Haupteinfluss der Schmierölverdünnung nicht im Motorstart, sondern im Betrieb unter kalten Bedingungen zu suchen ist. Mithilfe des neuen Ölverdünnungs-Messverfahrens und der CFD-Simulation wurden Einspritzstrategien entwickelt, die die Schmierölverdünnung im Vergleich zu konventionellen Motorkalibrierungen besonders bei Kraftstoffen mit hohem Ethanolanteil reduzieren. Das Vorhaben wurde aus Mitteln des BMWi über die AiF (16483 N) finanziert.

Forschungsstellen: Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA), RWTH Aachen Labor für Verbrennungsmotoren und Abgasnachbehandlung, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Regensburg

Obmann: Dipl.-Ing. Eberhard Holder, Daimler AG

Innovative Zündung

Die Kombination aus Downsizing, Aufladung, Direkteinspritzung und Zumischung von alternativen, klopffesteren Biokraftstoffen bietet die Möglichkeiten zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen von Ottomotoren. Die dabei erzielte höhere Gemischdichte im Brennraum verschärft die Anforderungen an das Zündsystem. Eine Literaturrecherche mit einer gewichteten Bewertung entsprechend der Anforderungen ergab, dass folgende Zündsysteme Alternativen zur Transistorspulenzündung (TSZ) sind: Mehrfachfunkenzündsystem (MCI/MSI), Corona-Zündsystem (ECCOS) und das modulierbare Gleichstromzündsystem (DEIS).

Optische, thermodynamische und numerische Untersuchungen der Entflammung an einem Einzylinder-Forschungsmotor wurden durchgeführt. In Teillastbetriebspunkten bei hoher Ladungsverdünnung konnten das Corona-Zündsystem und das leitungsgesteigerte Transistorspulen-Zündsystem überzeugen. Im letzten Teil des Projekts wurden die ausgewählten Zündsysteme an einem hochaufgeladenen Vierzylinder-Downsizingmotor mit Direkteinspritzung untersucht. Bei Volllast war die Standfestigkeit des Corona-Zünders hinsichtlich Glühzündungen noch nicht gegeben. Aufgrund der Erkenntnisse aus diesem Forschungsprojekt kann als aussichtsreichstes Zündsystem für hochaufgeladene Downsizingmotoren das leistungsgesteigerte Transistorspulen-Zündsystem und als weitere Option die nächste Generation der Corona-Zündung empfohlen werden. Das Vorhaben wurde aus FVV-und FVA-Eigenmitteln finanziert.

Forschungsstelle: Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik, TU Wien

Obmann: Dr.-Ing. Hermann Rottengruber, BMW AG

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Zünderspitze mit Corona