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M. Kieberger, B. Geringer, P. Hofmann, M. Frambourg, A. Winkler, F. Thiele:
"Wirkung von Kraftstoffparametern auf die Vorentflammungsneigung von hoch aufgeladenen direkteinspritzenden Ottomotoren";
Talk: 3rd Conference Ottomotorisches Klopfen - irreguläre Verbrennung, Berlin (invited); 2010-11-25 - 2010-11-26; in: "Ottomotorisches Klopfen - irreguläre Verbrennung", M. Kratzsch, M. Günther, B. Wiedemann (ed.); (2010), 15 pages.

Recent SI-engine development is trending towards direct injection and supercharging. Associated with a reduced displacement efficient downsizing concepts can be presented. High supercharging rates are limited by the occurrence of preignitions, leading to fast
conversion of energy before the adjusted ignition timing. Due to preignition phenomena very high peak pressure values are reached, that may lead to engine damage. Several engine related influencing parameters and release mechanisms like the quality of mixture preparation, the compression ratio or the residual gas rate have already been presented in earlier publications.
In consideration of an increasing degree of regeneratively produced fuel contents in the future, for example ethanol, the influence of several fuel parameters on the preignition tendency should be disclosed. Focus is set to ethanol blends with admixing rates up to 20%. As a result of a high octane number, ethanol allows to increase the preignition threshold. Further positive effects are a high heat of evaporation, which helps to cool the mixture as well as the fact that ethanol acts inhibitive on free radicals and decreases the knocking and preignition tendency at high residual gas rates.
The interaction of these mechanisms and as a result of blending fuel with further components, the octane number is no longer sufficient to describe preignition tendency in future. The results are based on investigations in the course of a research project at the Vienna
University of Technology. By investigations on an engine test bench, influencing variables and release mechanisms of the preignition phenomenon for the modified fuels and resulting mixture conditions, could be deduced.

Der Trend beim Ottomotor geht in Richtung Direkteinspritzung und Aufladung. Verbunden mit einer Hubraumverkleinerung können damit sehr effiziente Downsizingkonzepte dargestellt werden. Hohen Aufladegraden werden allerdings Grenzen durch Vorentflammungen gesetzt, die zu einer sehr schnellen Energieumsetzung bereits vor dem eingestellten Zündzeitpunkt führen. Dabei werden in der Regel so hohe Spitzendruckwerte erreicht, dass es zu einer Schädigung des Motors kommen kann. Diverse motorische Einflussgrößen und Auslösemechanismen, wie die Qualität der Gemischbildung, das
Verdichtungsverhältnis oder die Restgasrate, wurden bereits früher vorgestellt.
In Anbetracht einer zukünftig in zunehmendem Maße erfolgenden Beimischung regenerativ erzeugter Kraftstoffbestandteile, wie z. B. Ethanol, soll in diesem Beitrag der Einfluss verschiedener Kraftstoffparameter auf die Vorentflammungsneigung aufgezeigt
werden. Der Fokus liegt hierbei auf Ethanol-Blending mit bis zu 20%iger Beimischrate. Auf Grund seiner hohen Oktanzahl ermöglicht Ethanol eine deutliche Anhebung der Vorentflammungsgrenze. Weitere positive Effekte sind die höhere Verdampfungsenthalpie, die zur Kühlung der Ladung beiträgt sowie der Umstand, dass Ethanol hemmend auf freie Radikale wirkt und vor allem bei höheren Restgasanteilen
die Klopf- und Vorentflammungsneigung deutlich absenkt. Durch die Überlagerung dieser Wirkmechanismen, aber auch durch das übliche Verschneiden des Grundkraftstoffes mit weiteren Komponenten, reicht die Oktanzahl zur Beschreibung der Vorentflammungsneigung eines Kraftstoffes zukünftig nicht mehr aus. Die Ergebnisse basieren auf Untersuchungen im Rahmen eines Forschungsprojektes der Technischen Universität Wien. Durch Motorprüfstandsuntersuchungen konnten
Einflussgrößen und Auslösemechanismen der Vorentflammung unter Berücksichtigung der modifizierten Kraftstoffe und der daraus resultierenden Ladungszusammensetzung
abgeleitet werden.