Hochdruckeinspritzsystem-Optimierung zur CO₂‑Reduktion

Zusammenfassung

Immer strengere CO₂ und Umweltziele in Europa und der gesamten Welt haben zur Folge, dass die Öffentlichkeit den Verbrennungsmotor negativ betrachtet und eine stärkere Elektromobilität favorisiert. Zugleich aber wird weiterhin die Mehrheit aller Fahrzeuge mit einen Verbrennungsmotor verbaut.

Der demzufolge notwendige Wandel des Verbrennungsmotors als mittelfristige Antriebslösung bedarf nicht nur „klassischer“ Optimierungen – wie Reibungsreduktion – sondern auch neuer Brennverfahren oder gar der Verwendung neuer künstlicher Kraftstoffe. Hierdurch rückt das Kraftstoffsystem immer weiter in den Fokus der Entwicklung. Jedoch, zu welchem Preis müssen diese neuen „Features“ eingekauft werden? Das „Fuel Injection Equipment Research Laboratory“ beim Hyundai Motor Europe Technical Center hat speziell zu dieser Frage bereits in der Vergangenheit neue Technologien vorgestellt und erfolgreich angewendet – wie zum Beispiel die eigenentwickelte, reibungsoptimierte Dieselhochdruckpumpe mit einem signifikanten Emissionsvorteil in CO₂ durch weltweit einzigartige kraftstoffgeschmierte Rollenlagerung [4].

Die Frage zum präzisen Leistungsbedarf solcher Systeme bleibt vor allem bei den strategischen Entscheidungen über neue Konzepte, sowie im Verlauf von Entwicklungen oftmals unbeantwortet, obgleich die absolut sehr hohen Leistungsanforderungen einen substanziellen CO₂ Entstehung leisten. Dies könnte aber helfen um weitere Potentiale am Motor oder am Konzept zu erkennen, Optimierungen weiter zu verbessern oder Einflüsse auszuschließen. Die hierbei oftmals angewendete Betrachtung der hydraulischen Leistung, wie sie von den meisten Tier1 verwendet, ist in Ihrer Aussagekraft leider unzureichend. So haben Untersuchungen ergeben, dass der gemittelte Gesamtwirkungsgrad eines Einspritzsystems ~15 % im Zyklus beträgt.

Die von Seitens HMETC entwickelte Methode um den genauen gesamten Leistungsbedarf des Kraftstoffsystems zu bestimmen, findet bereits Anwendung für die Auswahl von Komponenten neuer Motorengenerationen von kleinsten Benzinmotoren bis hin zu großen Nutzfahrzeugmotoren und zeigt zuverlässig Potenziale von Systemen, bis hin zu möglichen Optimierungen durch Kalibrierung im Sinne einer ganzheitlichen Antriebsstrangoptimierung für niedrigste CO₂ Emissionen.

S. Révidat – geboren Fitzner.