Systematische Bewertung von fünf Brennverfahren an einem aufgeladenen 2-Zylinder-Ottomotor
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Beschreibung
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methodik entwickelt, die die fundierte Bewertung aktueller und zukünftiger Brennverfahren für den Einsatz an Ottomotoren mit hohen Downsizinggraden erlaubt. Mittels des gekoppelten Einsatzes von Simulation und Experiment konnte so das Verhalten von fünf unterschiedlichen Brennverfahren im Detail analysiert werden. Der Erfolg des gekoppelten, gleichzeitigen Einsatzes von Simulation und Messungen konnte durch sich in beiden Pfaden der Methode bestätigenden und ergänzenden Ergebnissen gezeigt werden. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass das Brennverfahren auf das Verhalten zukünftiger Downsizing- und Antriebskonzepte einen erheblichen Einfluss hat. Es bedarf deshalb einer tiefgehenden Betrachtung der Vor- und Nachteile des jeweiligen Brennverfahrens im Falle des Einsatzes bei zukünftigen Downsizingkonzepten. Bei der Untersuchung von verschiedenen Ansätzen in der vorliegenden Dissertation konnte gezeigt werden, dass mit dem Einsatz einer Benzindirekteinspritzung ein Downsizinggrad von 50 % realisierbar ist und gute Fahrbarkeitswerte erzielt werden können. Durch den hohen Downsizinggrad werden in aktuellen und zukünftigen Zertifizierungszyklen ca. 20 % Kraftstoffeinsparung erreicht. Des Weiteren können die CO2-Emissionen um weitere 25 % durch den Einsatz von CNG- Direkteinblasung abgesenkt werden, ohne die Fahrbarkeit zu beeinträchtigen. Die Einspritzsysteme mit äußerer Gemischbildung weisen konzeptbedingt schlechtere Fahrbarkeitswerte oder nach Anpassung der Getriebeübersetzung Verbrauchsnachteile gegenüber den Systemen mit innerer Gemischbildung auf. Es konnten die einzelnen Vor- und Nachteile der Konzepte aufgezeigt werden, so dass in Kombination mit der ebenfalls ausgeführten Kostenbetrachtung eine zuverlässige Aussage über ein geeignetes Brennverfahren für zukünftige Downsizingmotoren möglich ist.
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