Einfluss von Hybrid-Betrieb auf Kraftstoffverbrauch und Abgase für Micro-, Mild- und Voll-Hybrid Applikationen an einem Dieselmotor

Autoren

Prof. A. E. Catania, Prof. E. Spessa, Politecnico di Torino; Dr. V. Paladini, Dr. A. Vassallo, General Motors Powertrain Europe, Turin

Jahr

2008

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 672

Zusammenfassung

Der vorliegende Bericht befasst sich mit den Versuchsaktivitäten und Resultaten eines gemeinsamen Forschungsprojekts von GM Powertrain Europe und Politecnico di Torino zum Thema Hybridisierung von Diesel-Antriebssträngen. Die Aktivität bewertet experimentell die Potentiale einer Kraftstoffverbrauchsreduzierung und die Herausforderungen bezüglich der Abgasemissionen von Micro-, Mild- und Voll-Hydbrid-Applikationen für leichte Nutzfahrzeuge basierend auf dem GM 1.9L 4-Zylinder Reihenmotor. Auf dem dynamischen Motorprüfstand wurden optimierte Hybrid-Zyklen nachgefahren und die Ergebnisse mit dem konventionellen Basismotor verglichen. Hierbei zeigte sich, dass die Hybridisierung auch im Zusammenspiel mit bereits hocheffizienten Verbrennungsmotoren (Diesel) sinnvoll sein kann. Der Micro-Hybrid reduziert den Kraftstoffverbrauch um ca. 4%, Mild-Hybrid (z.B. Starter-Generator) um ca. 10% und Vollhybriden (Power Split) ca. 14%. Auch die Abgasemissionen wurden durch die Hybridisierung beeinflusst. Es zeigte sich spezifisches Verhalten bezüglich der Abgasbestandteile in Abhängigkeit des gewählten Systems. Insbesondere HC und CO zeigten eine generelle Verbesserung durch die Reduzierung der Motorleerlaufanteile. Dahingegen zeigte sich beim Voll-Hybrid ein Anstieg von NOx und PM, der eine Anpassung der Motorkalibrierung erforderlich machte, um die Emissionswerte der zugrundegelegten Ausgangsapplikation wieder einzustellen. Hiermit wurde bestätigt, dass Hybridisierung, insbesondere beim Voll-Hybrid, keine einfache Plug-and-Play Lösung darstellt. Vielmehr ist es erforderlich, Hybridsysteme in die Basismotorkonstruktion zu integrieren. Während dies für Punkte wir Packaging und Dauerhaltbarkeit offensichtlich ist, muss auch die Verbrennungsabstimmung beachtet werden. Die geänderten Arbeitspunkte der Hybridapplikation müssen gegenüber der Basisanwendung berücksichtigt werden.

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