9. Tagung Diesel- und Benzindirekteinspritzung 2014 by Helmut Tschöke PDF

By Helmut Tschöke

ISBN-10: 3658076496

ISBN-13: 9783658076498

ISBN-10: 365807650X

ISBN-13: 9783658076504

Die Kraftstoffdirekteinspritzung ist beim Dieselmotor längst Stand der Technik und entwickelt sich beim Ottomotor mehr und mehr zum ordinary. Ihre Funktion und optimale Anpassung an den Motor ist Voraussetzung zur Erfüllung zukünftiger Anforderungen hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, CO2-, Schadstoff- und Geräuschemission sowie dem Betriebsverhalten. In Zusammenhang mit der intensiven Entwicklung von Downsizing-Konzepten und den zukünftigen Emissionsstandards ergeben sich sowohl für den Otto- als auch für den Dieselmotor neue Herausforderungen an die Gemischbildung und damit an die Einspritztechnik. Beim Ottomotor stehen dabei die Verbrennungsstabilität, die Erreichung der Grenzwerte für die Partikelanzahl und der CO2-Ausstoß, beim Dieselmotor die Schadstoffemissionsreduzierung im Vordergrund. Die Weiterentwicklung von Brennverfahren erfordert Maßnahmen an der Einspritztechnik selbst, den Einspritzstrategien sowie der Applikation. Die Auslegung der Injektoren ist nicht zuletzt aus Kostengründen Gegenstand von Forschung und Entwicklung. Beim Diesel- und besonders beim Ottomotor wird an der weiteren Steigerung der Einspritzdrücke und Verbesserung des dynamischen Verhaltens bei Mehrfacheinspritzung gearbeitet. Hinzu kommen zusätzliche Herausforderungen bezüglich Qualität und Lebensdauer sowie durch die Anwendung alternativer Kraftstoffe.

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12 : Power density evolution with injector nozzle flow (Single Cylinder Engine tests at 4000rpm – Full load) The use of higher rail pressure allows the nozzle hydraulic flow to be reduced for the same peak power target. This reduction of the nozzle hole size allows significant benefits in emissions at low load modes as shown in Figure 13. Without modifying the calibrations, such as rail pressure and EGR ratio, the lower nozzle flow gives a direct benefit in smoke emissions (-50%) and combustion noise (-3db).

500W pump driving power for a four-cylinder-engine and 2000bar injection pressure), which has to deliver this not-utilized pressurized fuel. The in 2013 launched DENSO 4th generation injector realizes to completely avoid clearance leakage and almost eliminates the switching leakage, which is needed to operate the needle. As mentioned by this the pump driving power can be reduced significantly. This drive power potential (ca. 2kW at rated) can be used either to reduce the nozzle flow rate, or to improve the full load fuel consumption and thus power output.

Fig. 1: Emission legislation history for heavy duty engines in the past 5 years [5] As also shown in Figure 1 the particulate emission limit at the same time was reduced significantly, which resulted in the need of engine out soot reduction in the range of 90% in order to avoid DPF technology for off road application respectively avoid active DPF regeneration for heavy duty truck engine. As active regeneration creates additional fuel consumption and the DPF itself already causes backpressure and thus an indirect contribution to fuel consumption increase, it shall be avoided as much as possible.

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by Kenneth
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