Die Benzin-Direkteinspritzung mit der Bosch Motronic MED 7
Die Benzin-Direkteinspritzung mit der Bosch Motronic MED 7 Die Benzin-Direkteinspritzung mit der Bosch Motronic MED 7
Einleitung Warum die Benzin-Direkteinspritzung? Das oberste Ziel bei der Motorenentwicklung ist es, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen so gering wie möglich zu halten. Daraus ergeben sich folgende Vorteile: - Die Fahrzeugkosten werden durch den niedrigeren Kraftstoffverbrauch und die steuerliche Förderung von Fahrzeugen mit geringen Abgasemissionen verringert, - eine geringere Umweltbelastung durch weniger ausgestoßene Schadstoffe und - die Rohstoffreserven werden geschont. In der Grafik sehen Sie Maßnahmen mit denen der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann. Verbrauchseinsparpotential von - bis [%] 20 15 10 5 elektronisch geregeltes Kühlsystem Nockenwellenverstellung Abgasrückführung variable Verdichtung Zylinderabschaltung Magerbetrieb (homogen) vollvariabler Ventiltrieb (mechanisch) elektronischer Ventiltrieb Benzin-Direkteinspritzung Streubreite 0 - Das elektronisch geregelte Kühlsystem, die Nockenwellenverstellung und die Abgasrückführung werden bereits bei vielen Motoren eingesetzt. - Die Zylinderabschaltung ist wegen der Laufruhe nur bei Mehrzylindermotoren sinnvoll. Bei Vierzylindermotoren müssen für eine verbesserte Laufruhe Ausgleichswellen eingesetzt werden. - Für die variable Verdichtung und die variablen Steuerzeiten sind sehr leistungsfähige mechatronische Bauteile mit einer entsprechenden Aktuatorik und Ansteuerung erforderlich. - Die magerbetriebenen Motorenkonzepte wurden zu Gunsten der Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung aufgegeben. 253_087 - Die Benzin-Direkteinspritzung wird von Volkswagen favorisiert und ist die Einzelmaßnahme mit dem größten Einsparpotential, von bis zu 20%. 4
Warum setzt die Benzin-Direkteinspritzung bei Volkswagen erst jetzt ein? Eines der Hauptprobleme bei der Benzin-Direkteinspritzung ist die Abgasnachbehandlung. Im Schichtladungs- und im Homogen-Mager- Betrieb können die bei der Verbrennung entstehenden Stickoxide durch einen herkömmlichen Drei- Wege-Katalysator nicht ausreichend in Stickstoff umgewandelt werden. Erst durch die Entwicklung des NOx-Speicherkatalysators wird auch in diesen Betriebsarten die Abgasnorm EU4 erfüllt. Dort werden die Stickoxide zwischengespeichert und durch gezielte Maßnahmen in Stickstoff umgewandelt. Emissionen CO HC NOx Schichtladungs-Betrieb Homogen-Mager-Betrieb Homogen-Betrieb 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Luft-Kraftstoffverhältnis (Lambda λ) 253_083 Ein weiterer Grund ist die Schwefelproblematik im Kraftstoff. Wegen der chemischen Ähnlichkeit zu den Stickoxiden wird der Schwefel ebenfalls im NOx-Speicherkatalysator gespeichert und belegt die Plätze für die Stickoxide. Je mehr Schwefel im Kraftstoff ist, umso öfter muss der Speicherkatalysator regeneriert werden, was zusätzlich Kraftstoff kostet. In der nebenstehenden Grafik sehen Sie den Einfluss des Schwefelgehaltes auf die Einspeicherungsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators. NOx-Einspeicherfähigkeit % 100 80 60 40 20 0 253_116 0 2000 4000 6000 8000 10000 Laufstrecke in km Shell Optimax unverbleit mit ROZ 99 (< 10ppm Schwefel) Super Plus unverbleit mit ROZ 98 (< 50ppm Schwefel) Super unverbleit mit ROZ 95 (< 150ppm Schwefel) Wie geht es weiter mit der Benzin- Direkteinspritzung bei Volkswagen? ● Im Jahr 2000 Einsatz des 1,4l-77kW FSI-Motor im Lupo FSI ● Im Jahr 2002 Einsatz des 1,6l-81kW FSI-Motor im Golf FSI ● Im Jahr 2002 Einsatz des 1,4l-63kW FSI-Motor im Polo FSI ● Im Jahr 2003 Einsatz des 2,0l-105kW FSI-Motor im Passat FSI Es ist das Ziel bis zum Jahr 2005 alle Ottomotoren auf die Benzin-Direkteinspritzung umzustellen. 5
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Einleitung<br />
Warum die <strong>Benzin</strong>-<strong>Direkteinspritzung</strong>?<br />
Das oberste Ziel bei <strong>der</strong> Motorenentwicklung ist es, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen<br />
so gering wie möglich zu halten.<br />
Daraus ergeben sich folgende Vorteile:<br />
- <strong>Die</strong> Fahrzeugkosten werden durch den niedrigeren Kraftstoffverbrauch und<br />
die steuerliche För<strong>der</strong>ung von Fahrzeugen <strong>mit</strong> geringen Abgasemissionen verringert,<br />
- eine geringere Umweltbelastung durch weniger ausgestoßene Schadstoffe und<br />
- die Rohstoffreserven werden geschont.<br />
In <strong>der</strong> Grafik sehen Sie Maßnahmen <strong>mit</strong> denen <strong>der</strong> Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann.<br />
Verbrauchseinsparpotential<br />
von - bis [%]<br />
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elektronisch geregeltes Kühlsystem<br />
Nockenwellenverstellung<br />
Abgasrückführung<br />
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Zylin<strong>der</strong>abschaltung<br />
Magerbetrieb (homogen)<br />
vollvariabler Ventiltrieb (mechanisch)<br />
elektronischer Ventiltrieb<br />
<strong>Benzin</strong>-<strong>Direkteinspritzung</strong><br />
Streubreite<br />
0<br />
- Das elektronisch geregelte Kühlsystem, die<br />
Nockenwellenverstellung und die<br />
Abgasrückführung werden bereits bei vielen<br />
Motoren eingesetzt.<br />
- <strong>Die</strong> Zylin<strong>der</strong>abschaltung ist wegen <strong>der</strong><br />
Laufruhe nur bei Mehrzylin<strong>der</strong>motoren<br />
sinnvoll. Bei Vierzylin<strong>der</strong>motoren müssen für<br />
eine verbesserte Laufruhe Ausgleichswellen<br />
eingesetzt werden.<br />
- Für die variable Verdichtung und die<br />
variablen Steuerzeiten sind sehr<br />
leistungsfähige mechatronische Bauteile <strong>mit</strong><br />
einer entsprechenden Aktuatorik und<br />
Ansteuerung erfor<strong>der</strong>lich.<br />
- <strong>Die</strong> magerbetriebenen Motorenkonzepte<br />
wurden zu Gunsten <strong>der</strong> Motoren <strong>mit</strong><br />
<strong>Benzin</strong>-<strong>Direkteinspritzung</strong> aufgegeben.<br />
253_087<br />
- <strong>Die</strong> <strong>Benzin</strong>-<strong>Direkteinspritzung</strong> wird von<br />
Volkswagen favorisiert und ist die Einzelmaßnahme<br />
<strong>mit</strong> dem größten Einsparpotential, von<br />
bis zu 20%.<br />
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