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M. Kordon:
"Verbrennungsentwicklung am Nutzfahrzeugmotor für die US 2010 Gesetzgebung";
Supervisor: B. Geringer, G. Strassnig, F. Moser; E 315 Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau, 2006; final examination: 2006-10-03.

Die strengen Grenzwerte der US 2010 Abgasgesetzgebung für Nutzfahrzeuge mit Dieselmotoren sind nur durch optimierte Verbrennungssysteme in Kombination mit gut abgestimmten Abgasnachbehandlungssystemen erreichbar bzw. einhaltbar. Dafür sind ausreichend hohe Konversionsraten des Abgasnachbehandlungssystems zur Reduzierung der gasförmigen und festen Schadstoffanteile erforderlich.
Die Versuche werden an einem Einzylinderversuchmotor bei der AVL -LIST GmbH durchgeführt. Im Laufe des Entwicklungsprogramms wird die Verbrennung durch Anpassen der Brennraumgeometrie und mittels Variation der Einspritzdüsenkonfiguration (Lochanzahl, Spritzkegelwinkel, Durchflussrate und Spritzlochgeometrie) optimiert.
Weiters werden die einspritzspezifischen Parameter (Spritzbeginn, Raildruck, Einspritzverlauf) und die AGR Rate in jedem Punkt abgestimmt.
Die Optimierung des Verbrennungssystems zielt darauf ab, die Rohemissionen des Motors - das sind direkt im Motor entstehende Schadstoffe - auf niedrigste Werte zu bringen. Dabei sollen keine Nachteile hinsichtlich Motorleistung und Kraftstoffverbrauch entstehen.
Daher ist zur Darstellung der notwendigen niedrigen Stickoxid (NOx) Emission eine Verspätung des Einspritzzeitpunktes alleine wegen der damit verbundenen Wirkungsgradverschlechterung nicht zielführend.
Die erforderlichen niedrigen Roh -NOx -Werte können mittels Abgasrückführung (AGR) mit hohen Rückführraten ohne Einbußen im Kraftstoffverbrauch realisiert werden.
Um den negativen Effekt der Abgasrückführung auf die Russpartikelbildung zu minimieren, ist ein Verbrennungssystem mit hoher AGR -Verträglichkeit von besonderer Bedeutung.
Ein weiterer Schwerpunkt bei der Entwicklungsarbeit liegt in der Reduktion des Russeintrages in das Schmieröl, um die Laufleistung des Schmieröls zu erhöhen. Neben der Verbesserung der Verbrennung durch die Brennraumgeometrie soll durch diese auch der Rußeintrag in das Schmieröl minimiert werden. Dies ist durch eine optimierte Brennraumform sehr gut gelungen.
Die Auswirkungen verschiedener Brennraumgeometrien auf die Verbrennung und auf den Russeintrag ins Schmieröl werden anhand von CFD - Simulationsberechnungen untersucht und visualisiert und Meßergebnissen im realen Motorbetrieb gegenübergestellt.
Am Ende der Entwicklungsarbeit konnten die geforderten Emissions- und Verbrauchsziele erreicht werden.
Besonders große Fortschritte konnten, durch die Identifizierung der verantwortlichen Ursachen, in Bezug auf den Russeintrag in das Schmieröl erzielt werden.