Monovalenter Erdgasbetrieb und Downsizing für niedrigste CO₂ Emissionen

Autoren

Dr. sc. techn. M. Warth, Dipl.-Ing. S. Streng, Dr.-Ing. P. Wieske, Dr.-Ing. U. Mohr, MAHLE International GmbH, Stuttgart; B.Eng. J. Hall, MAHLE Powertrain Ltd., Northampton

Jahr

2016

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 799

Zusammenfassung

Durch notwendige Kompromisse bei einer bivalenten Auslegung auf Erdgas und Ottokraftstoff können die positiven Kraftstoffeigenschaften von Erdgas nur teilweise genutzt werden. In diesem Beitrag wird das Potenzial eines konsequent monovalent ausgelegten, 1,2 l Dreizylinder Erdgasmotors aufgezeigt. Vergleichend hierzu werden auch Ergebnisse einer bivalenten Motorvariante sowie eines nennleistungs- und nennmomentgleichen Benzinmotors dargestellt. Durch die monovalente Auslegung ergeben sich dieselähnliche Zünddrücke von bis zu 180 bar und spezifische Leistungen bis zu 110 kW/l wodurch hohe Anforderungen an die mechanische und thermische Belastbarkeit des Motors gestellt werden. Erdgasspezifische Zylinderkomponenten ermöglichen signifikante Verbrauchsvorteile bei gleichzeitig hohen spezifischen Leistungen. Eine Abgasturboaufladung mit variabler Turbinengeometrie in Kombination mit einer Erdgas-Saugrohreinblasung erhöht das Drehmoment bei niedrigen Motordrehzahlen, verbessert den transienten Ladedruckaufbau und erlaubt kennfeldweit einen stöchiometrischen Betrieb. Für ein Fahrzeug der Kompaktvan-Klasse lassen sich in Summe gegenüber dem Benzin-Serienmotor bis zu 31 % CO₂ ein-sparen.