Einspritzratenverlaufsformung zur Verringerung der Rußpartikelemission bei Pkw-Dieselmotoren mit Direkteinspritzung

Das Ziel dieser Arbeit war eine experimentell orientierte Analyse und Optimierung von Einspritzratenverlaufsformen zur Reduzierung der erhöhten Rußpartikelemission bei Betriebspunkten mit hohen AGR-Raten. Hierfür wurden Versuche mit einem direkt gesteuertem Injektorkonzept (Firma Continental Automotive GmbH) durchgeführt und die Parameter Nacheinspritzung, Einspritzdruckerhöhung bis 2500bar und eine kontinuierliche boot-förmige Einspritzratenverlaufsform untersucht. Zusätzlich zu den Motormessungen wurden Untersuchungen mit optischen Messtechniken zur Bestimmung des Rußkonzentrations- und Rußtemperaturverlaufs während der Verbrennung und Versuche mit einem Transparentmotor zur Visualisierung der Einspritzung, Verdampfung und Verbrennung im Motorbrennraum (Mie-Streulicht, OH- u. CH-Radikalemission, Rußeigenleuchten) durchgeführt. Die untersuchten Einspritzratenverlaufsformen stellen eine Möglichkeit dar, bei erhöhten AGR-Raten und dadurch verringerter Stickoxidemission eine deutliche Reduktion der Rußpartikelemission zu erreichen. Durch das geringere Verbrennungsgeräusches ergibt sich für den kontinuierlichen Einspritzratenverlauf (Boot-Einspritzung) ein entscheidender Vorteil, welcher nur mit einem direkt gesteuerten Injektorkonzept umgesetzt werden kann. Als Ergebnis der optischen Untersuchungen am Transparentmotor kann zusammenfassend festgestellt werden, dass die Effekte zur Reduzierung der Rußpartikelemission aus einer gezielten zeitlichen Abstimmung der Kraftstoffeinbringung und aus einer geänderten örtlichen (radialen) Verteilung von Gemischbereichen im Brennraum resultieren.