HCCI - vom Labor auf die Straße

Autoren

Dr.-Ing. M. Alt, Prof. Dr.-Ing. U. D. Grebe, J. R. Dulzo, M.S.E.E., V. A. Ramappan, M.S.M.E., General Motors Powertrain, Pontiac; Dipl.-Ing. P. Kafarnik, General Motors Powertrain Europe, Rüsselsheim; P. M. Najt, M.S.M.E., General Motors Research & Development, Warren

Jahr

2008

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 672

Zusammenfassung

Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) – Motorenexperten haben davon geträumt, darüber diskutiert und darüber gelehrt. Manche nennen es auch das „am meisten erwartete Verbrennungskonzept“ der letzten 30 Jahre. GM hat den HCCI Verbrennungsprozess in zwei alltagstauglichen Konzept-Fahrzeugen vorgestellt.

Die Umsetzung der stationären Verbrauchsvorteile eines Einzylindermotors im Labor in die Anwendung eines Pkw stellt dabei eine erhebliche Herausforderung dar. Insbesondere der transiente HCCI Betrieb wird erst möglich durch die Entwicklung der Hochleistungs-Motorelektronik zur Steuerung der Direkteinspritzung und des variablem Ventiltrieb sowie der Zylinderdrucksensorik. Dabei übernimmt der variable Ventiltrieb die Restgassteuerung und die Direkteinspritzung den Ausgleich der Zylinderunterschiede. Zur Kompensation des Einflusses nicht steuerbarer Randbedingungen,

wie z.B. Kraftstoffeigenschaften und Umweltbedingungen auf die Schwerpunktlage der Verbrennung ist eine robuste Motorsteuerung mit Zylinderdrucksensorik notwendig. Das Ziel der Entwicklung ist die Maximierung des nutzbaren HCCI Kennfeldbereichs, um eine Verbrauchssenkung in einem größtmöglichen Spektrum verschiedener Motor-Fahrzeugkombinationen zu erreichen. Das HCCI Verbrennungskonzpt erlaubt eine Kraftstoffverbrauchsreduzierung von bis zu 15% im europäischen Testzyklus gegenüber einem Motor mit Saugrohreinspritzung ohne die Kosten-, Gewichts- und Leistungsvorteile des Ottomotors aufzugeben. GM wird an den noch verbliebenen Herausforderungen arbeiten, um das hohe thermodynamische Verbesserungspotential im täglichen Fahrbetrieb umzusetzen.

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