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F. Holub:
"Verbesserung des Kaltstartverhaltens von Ottomotoren mit äußerer sowie innerer Gemischbildung beim Einsatz hochsiedender Alternativkraftstoffe am Beispiel Ethanol";
Supervisor, Reviewer: B. Geringer, H. Störi; E315 Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik, 2013; oral examination: 2013-05-07.

Aufgrund zunehmender Ressourcenknappheit fossiler Energieträger sowie der bei deren Verbrennung entstehenden Treibhausgasemissionen kommen vermehrt alternative Kraftstoffe biogenen Ursprungs für den Verkehrssektor zum Einsatz.
Diese Kraftstoffe - beispielsweise Ethanol für den Einsatz in Ottomotoren - weisen neben ihren überwiegend günstigen Auswirkungen auf das Betriebsverhalten speziell bezüglich des Kaltstartverhaltens problematische Eigenschaften auf.
Die bislang zur Beherrschung dieses problematischen Kaltstartverhaltens eingesetzten Maßnahmen bringen deutliche Nachteile mit sich, die von zusätzlich erforderlichem Bauraum im Fahrzeug über Kosten- und Gewichtsnachteile bis hin zu hohem Energieaufwand, etwa für die Beheizung von Betriebsmitteln oder
Motorbauteilen, reichen. Eine Begrenzung des höchstzulässigen Ethanolanteils im Kraftstoffblend durch Normen verhindert die vollständige Nutzung des Potenzials von Ethanolkraftstoffen.
Um den Kaltstart auch beim Einsatz von Kraftstoffen mit hohen und höchsten Ethanolkonzentrationen bei tiefen Umgebungstemperaturen unabhängig von solchen Zusatzmaßnahmen zu ermöglichen, befasst sich die vorliegende Arbeit mit den Vorgängen bei der, sowie den Einflussgrößen auf die Gemischbildung während des Kaltstartvorganges am Ottomotor mit direkter (DI) und Saugrohreinspritzung (PFI).
Aus dieser theoretischen Betrachtung konnten sowohl für PFI- als auch DIOttomotoren die relevanten Potenziale zur Verbesserung des Kaltstartverhaltens identifiziert werden. Diese wurden in weiterer Folge in Kaltstartversuchen sowohl an einem saugrohreinspritzenden als auch einem direkteinspritzenden Ottomotor untersucht. Es wurden sowohl relativ einfache - und bereits zur Kaltstartverbesserung mit herkömmlichen Ottokraftstoffen herangezogene - Maßnahmen, wie eine Erhöhung der Einspritzmenge sowie eine Bewertung des Einflusses des Einspritztimings, als auch innovative Konzepte zur Verbesserung des
Kaltstartverhaltens, wie eine Bewertung des Einflusses unterschiedlicher Einspritzstrategien und die Auswirkung des Saugrohrdruckes auf die Gemischbildung untersucht.
Die bei den Kaltstartuntersuchungen ermittelten Ergebnisse wurden zu optimierten Kaltstartstrategien für den Betrieb mit hochsiedenden Alternativkraftstoffen sowohl für PFI-Motoren als auch für DI-Motoren zusammengefasst. Für den PFI-Motor sieht eine solche neben der Androsselung der Ansaugluft eine geeignete zyklusindividuelle sowie temperatur- und kraftstoffabhängige Applikation des
Einspritztimings bzw. den Einsatz von Mehrfacheinspritzung vor. Am DI-Motor hingegen sollte jedenfalls eine Applikation mit Mehrfacheinspritzung zum Einsatz kommen, während Androsselung speziell als Maßnahme zur weiteren Absenkung der möglichen Kaltstarttemperaturen sinnvoll einsetzbar ist.
Durch den Einsatz dieser Strategien konnte einerseits die mögliche
Kaltstarttemperatur mit hochsiedenden Alternativkraftstoffen unterschiedlicher Qualität ohne zusätzliche Hilfsmittel signifikant abgesenkt werden. Andererseits eignen sich diese zur Verminderung der beim Kaltstart entstehenden Emissionen.