Verbrennungsmotor für Autos von morgen

16.05.2011 // IAV präsentiert wegweisendes Entwicklungskonzept für sparsamere Ottomotoren.

Verbrennungsmotor für Autos von morgenBerlin. Die Forderungen zur weltweiten Reduzierung der CO2-Emissionen und die Nachfrage der Kunden nach sparsamen Automobilen veranlassen die Automobilindustrie, weitere Potenziale zur Verbrauchs- und Emissionsreduzierung bei der ottomotorischen Verbrennung nutzbar zu machen. Wie sich Verbrennungskraftmaschinen in dieser Hinsicht noch verbessern lassen, zeigt das Engineering-Unternehmen IAV mit einem Konzept zum Qualitätsgeregelten Ottomotor (QCG: Quality Controlled Gasoline Engine). Es wurde erstmals am 5. Mai 2011 auf dem 32. Internationalen Wiener Motorensymposium von Matthias Kratzsch, Leiter Ottomotorenentwicklung bei IAV, führenden Ingenieuren und Wissenschaftlern aus der ganzen Welt präsentiert.

QCG – Qualitätsregelung statt Drosselung

„In unserem Konzept setzen wir auf eine deutliche Abmagerung des Brennstoff-Luftgemisches, und das im gesamten Motorkennfeld“, so Kratzsch. „Die Last wird statt über Drosselung allein durch die eingespritzte Kraftstoffmenge, also durch die Gemischqualität eingestellt – vergleichbar dem dieselmotorischen Betrieb.“ Mit der weiteren Verbesserung des mageren Brennverfahrens würden sich im Vergleich zu aktuellen Schichtkonzepten wesentlich weniger Stickoxide bilden und es ließen sich Verbrauchsreduzierungen von bis zu 28 Prozent im oberen Last- und Drehzahlbereich und bis zu 10 Prozent im Fahrzyklus (NEFZ) erzielen.

Wie der IAV-Referent weiter erklärte, bedinge die konsequente Abmagerung des Kraftstoff-Luft-Gemisches Modifikationen des Brennverfahrens, des Ladungswechsels, der Gemischbildung und der Abgasnachbehandlung. So erfolge die möglichst verlustarme Bereitstellung der erforderlichen hohen Luftmasse an jedem Betriebspunkt durch optimierten Ladungswechsel und eine zweistufig geregelte Abgasturboaufladung. Die jeweils präzise dosierte Kraftstoffmasse werde durch nach außen öffnende Piezo-Injektoren eingespritzt. Um das magere Gemisch sicher zu zünden, werde die Verdichtung erhöht und ein völlig neues Korona-Zündsystem verwendet. Und zur Abgasnachbehandlung komme ein speziell für ottomotorischen Betrieb konzipiertes SCR-System zum Einsatz.

QCG-Konzeptmotor auf dem Prüfstand

„Mit einem entsprechend modifizierten Vollmotor, der aus angepassten Serienteilen oder in Entwicklung befindlichen Systemkomponenten besteht, haben wir dieses Konzept inzwischen realisiert“, so Kratzsch. „Im Stationärbetrieb auf dem Prüfstand konnten die theoretisch erwarteten Werte hinsichtlich Verbrauchs- und Emissionsminderung bestätigt werden.“ Dieses Konzept könne daher bei breitem Serieneinsatz einen beachtlichen Beitrag zur weltweiten Verminderung des CO2-Ausstoßes im Verkehr leisten.