Kontinuierlich variable Verdichtung für Downsizing-Dieselmotoren – Lösungswege zur Verbesserung von Wirkungsgrad, Emissionen und Performance

Autoren

Dr.-Ing. M. Brauer, Dipl.-Ing. C. Schramm,
Dipl.-Ing. A. Werler, Dipl.-Ing. M. Diezemann,
Dr.-Ing. C. Severin, Dipl.-Ing. M. Kratzsch,
Dr.-Ing. H. Neukirchner, Dipl.-Ing. G. Buschmann, Dipl.-Ing. K. Blumenröder, IAV GmbH, Berlin

Jahr

2015

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 783

Zusammenfassung

Dieser Beitrag beschreibt das Potential eines variablen Verdichtungsverhältnisses („VCR“) für Pkw-Dieselmotoren. Im Rahmen von Simulationsstudien und Motorversuchen werden das CO₂- und Emissionspotential in der Teillast, sowie das Potential für eine weitere Leistungssteigerung von Downsizing-Motoren untersucht. VCR wird dabei durch eine variable Quetschspalthöhe realisiert. Das für die Teillastpunkte angehobene Verdichtungsverhältnis wird durch die Kombination einer normalen Quetschspalthöhe von ca. 0.5 mm mit einem kleineren Kompressionsvolumen im Kolben erreicht. Die Form der Kolbenmulde wurde mittels 3D-Simulationen entwickelt und durch Messungen am Einzylindermotor verifiziert. Die Simulationen und Messungen zeigen überein-stimmend, dass durch den Übergang von CR = 16.2 auf CR = 20.0 eine Reduzierung des indizierten Kraftstoffverbrauchs von ca. 5% erzielt werden kann. Für ein akzeptables Rußemissionsniveaus ist bei CR = 20.0 insbesondere im mittleren und oberen Lastbereich eine Anhebung des NOx-Rohemissionsniveaus erforderlich.