Untersuchung der Potentiale unterschiedlicher Einblasstrategien von Methan ins Saugrohr eines Verbrennungsmotors im Hinblick auf Methanrohemissionen im Scavengingbetrieb | Lehmann, Alexander

Der spülende Ladungswechsel bei Ottomotoren, Scavenging genannt, ist eine gängige Methode, das unzureichende Enthalpieangebot des Motors an den Turbolader im unteren Drehzahlbereich zu steigern. Liegen ein positives Spülgefälle und eine Ventilüberschneidung vor, strömt die Frischladung aus dem Einlass- direkt in den Auslasskanal und erhöht damit den Massenstrom zur Turbine. Die Einbringung des Brennstoffs ins Saugrohr birgt die Gefahr, dass bei solcher Applikation ein Teil des Brennstoffs direkt in den Auslass gelangt. Neben einem schlechteren Wirkungsgrad bewirkt dies hohe Rohemissionen von Kohlenwasserstoffen und ggf. eine Funktionsstörung des Katalysators. Bei Motoren mit äußerer Gemischbildung grenzt dieser Umstand den Scavengingeinsatz stark ein und führt zur Low-End-Torque-Problematik. In dieser Arbeit werden Ergebnisse der Untersuchungen an einem methanbetriebenen Motor mit Saugrohreinblasung vorgestellt. Das Ziel der Untersuchungen ist die Senkung der Methanrohemissionen bei einem spülenden Ladungswechsel. Durch die Anpassung der Einblasposition und des -Zeitpunkts werden verschiedene Betriebsstrategien herausgearbeitet, die ähnlich niedrige Emissionen ermöglichen. Durch den Einsatz von 1-D- und 3-D-Simulationen werden weitere Verbesserungspotentiale gezeigt, die durch eine kürzere Einblasdauer und eine Teilung des Saugrohrs in einen luftführenden und einen gemischführenden Bereich genutzt werden können.