Untersuchung und Verbesserung des Kaltstarts eines aufgeladenen DI-Ottomotors unter Verwendung von Ethanolkraftstoff (E100) für den brasilianischen Markt

Investigation and improvement of cold start of a supercharged DI-gasoline engine using ethanol fuel (E100) for the Brazilian market

  • Nach eingehenden Betrachtungen zum Ottomotor und zu Ethanol als Kraftstoff werden insbesondere die Merkmale des Kaltstarts und des brasilianischen Marktes aufgezeigt. Daraus leiten sich besondere Anforderungen der Volkswagen AG an einen aufgeladenen Ottomotor mit Benzindirekteinspritzung für den brasilianischen Markt ab. Mit Hilfe praktischer Untersuchungen soll für diesen Motor der Kaltstart mit E100 Kraftstoff bei minus fünf bis null Grad Celsius untersucht und verbessert werden. Auf Basis bereits durchgeführter Untersuchungen zum Kaltstart werden für die vorliegende Diplomarbeit folgende zwei zu untersuchende Kriterien festgelegt: 1. Da die Flutentrennung der einzelnen Zylinder im Abgaskrümmer sehr kurz ausgeführt ist, wird angenommen, dass sich abgasseitig die Zylinder beim Ladungswechsel gegenseitig nachteilig beeinflussen. 2. Da zu Beginn des Motorstarts das Turbinenlaufzeug des ATLs keine Drehbewegung beschreibt, werden die Abgase reflektiert und als Druckwelle zu den Zylindern zurückgeführt. Anhand von praktischen Untersuchungen soll festgestellt werden, ob diese Zusammenhänge zu einem großen Restgasanteil im Zylinder und folglich zu Verbrennungsaussetzern führen. Zuerst erfolgt der Verbau des Versuchsmotors mit relevanten Messstellen im Fahrzeug. In der Klimakammer erfolgt anschließend die Versuchsdurchführung. Anhand der gewonnenen Messdaten wurde festgestellt, dass der der Abgasturbolader des Versuchsmotors den Kaltstart nicht nachteilig beeinflusst. Weiterhin konnte auch kein negativer Effekt in Folge des Abgaskrümmers bei den untersuchten Starts bei kalten Temperaturen nachgewiesen werden.
  • Following detailed considerations of the gasoline engine and ethanol as a fuel there will be an examination of the characteristics of the cold start and the Brazilian market. From this derive Volkswagen AG's special requirements for a charged Otto engine with direct injection for the Brazilian market. With the help of practical tests the cold start of this engine using E100 fuel at minus 5 to 0 degree Celsius will be examined and improved. On the basis of earlier tests on the cold boot the following two criteria were set for this thesis: 1. As the channel separation of the individual cylinders in the exhaust manifold is conducted in a very short way, it is assumed that the exhaust gas of the cylinders negatively influences the cylinders during the alternation of load. 2. As the turbine of the exhaust-driven turbo charger does not rotate during the start of the engine, the exhaust is reflected and sent back as a pressure wave to the cylinders. Using practical tests it shall be detected if these links cause a considerable amount of residual gas in the cylinder and therefore lead to misfires. At first the test engine featuring relevant measuring points will be installed in the vehicle. The test execution will be performed in a climate chamber. Based on the generated measurement data it was detected that the exhaust-driven turbo charger of the test engine does not negatively influence the cold start. Furthermore, no adverse effects of the exhaust manifold on the examined boots at low temperatures have been proven.

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Metadaten
Author:Patrick Bulka
Advisor:Steffen ZwahrGND, Helmut EichertGND
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:Volkswagen AG
Brieffach 1756, 38440 Wolfsburg
Date of Publication (online):2014/11/12
Year of first Publication:2014
Date of final exam:2014/11/11
Tag:Abgasturboaufladung; Benzindirekteinspritzung; Ethanol; Kaltstart; TotalFlex
Page Number:83 Seiten, 58 Abb., 3 Tab., 49 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Maschinenbau und Kraftfahrzeugtechnik (bis 2018)
Release Date:2014/11/12