SWUMBLE 3-Zylinder hocheffizienter Benzinmotor für zukünftige elektrifizierte Antriebe

Autoren

Dr.-Ing. T. Leroy, Dr.-Ing. L. Nowak, Ing. X. Gautrot, Ing. L. Martinez Alvarado, Dr.-Ing. M. Kassa, Ing. P. Granier, IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison; Ing. D. François, Ing. N. Bontemps, Ing. P. Davies, Garrett – Advancing Motion, Thaon-les-Vosges; Ing. L. Odillard, Ing. G. Ridolfi, Ing. R. Puertolas, Valeo, Le Mesnil Saint Denis / Cergy / Saraggossa:

Jahr

2021

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Strenge weltweite CO₂-Ziele führen die Automobilindustrie in Richtung CO₂-Neutralität. Obwohl der Einsatz von Elektrofahrzeugen Teil der Lösung ist, wird ein großer Teil der im Jahr 2030 hergestellten Fahrzeuge über fortschrittliche Hybridarchitekturen verfügen und weiterhin mit Verbrennungsmotoren ausgestattet sein. In diesem Zusammenhang sind Verbesserungen des Motorwirkungsgrades nach wie vor sehr wichtig, um den CO₂- Ausstoß des Fahrzeugs zu verringern. Parallel dazu ist es obligatorisch geworden, die Schadstoffemissionen in allen Fahrsituationen zu reduzieren, um den Einsatz von Verbrennungsmotoren in möglichst vielen Bereichen akzeptabel zu machen. In diesem Zusammenhang hat IFPEN einen Motor mit hohem Wirkungsgrad und geringen Schadstoffemissionen entwickelt. Sein hohes Verdichtungsverhältnis mit einer hohen Miller-Rate sind gekoppelt mit einer AGR-Verdünnung, um den Motor unter stöchiometrischen Bedingungen zu betreiben. Trotz dieser schwierigen entflammbarkeits Bedingungen wird dank einer innovativen komplexen Ladungsbewegung im Zylinder namens Swumble eine schnelle Verbrennung erreicht. Im Gegensatz zu aktuellen SI-Motoren, die im Allgemeinen nur Tumble-Ladungsbewegungen verwenden, kombiniert diese Innovation Tumble-, Cross-Tumble- und Swirlbewegungen. Dieses Verbrennungssystem ermöglicht gleichzeitig einen hohen effektiven thermischen Wirkungsgrad und reduzierte Partikelemissionen. In diesem Artikel wird die Entwicklung eines 3-Zylinder-1,2-Liter-Motors beschrieben. Es nutzt das oben erwähnte innovative Verbrennungssystem, einschließlich eines speziellen Ladeluftweg- / AGR-Systems und der zugehörigen Steuerungsalgorithmen. Zunächst wird das Verbrennungssystem vorgestellt. Im Anschluss werden das thermodynamische Layout und die Gestaltung des Luftwegs einschließlich Turbolader und AGR-System vorgestellt. Abschließend werden die wichtigsten Steuerungsstrategien des Gesamtsystems beschrieben. Der Motor weist unter warmen stationären Bedingungen einen maximalen thermischen Wirkungsgrad von 41% auf, was einen weltweiten Maßstab für einen kleinen Benzinmotor darstellt.

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