By Samir Kadunic

Samir Kadunic stellt ein wirkungsvolles Modell zur Brennverlaufsvoraussage im Ottomotor vor und veranschaulicht die Vorteile, die sich durch das Einbinden der PKW-Klimaanlage in die Ladeluftkühlung ergeben. Eine kontrollierbare niedrige Ladelufttemperatur erlaubt danach eine von der Außenlufttemperatur unabhängige Auslegung der ottomotorischen Verbrennung. Diese niedrige Ladelufttemperatur hat ein erhebliches Potenzial, den Wirkungsgrad und die Leistungsdichte des aufgeladenen Ottomotors noch weiter zu steigern. Dafür ist es notwendig, die erreichbare Ladelufttemperatur möglichst weitgehend von den Umgebungsbedingungen zu entkoppeln. Die PKW-Klimaanlage steht für die Ladeluftkühlung als bisher ungenutztes Kältereservoir zu Verfügung. Mit Messungen auch am Motorprüfstand konnte der Autor zeigen, dass trotz eingeschalteter Klimaanlage der Kraftstoffverbrauch verringert und die Leistung gesteigert werden kann.

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Je früher dieser liegt, desto stärker ist die Ladelufttemperaturabsenkung. Da der Schließzeitpunkt des Einlassventils beim Millerverfahren stets vor dem unteren Totpunkt liegt, sind Einbußen im Liefergrad unvermeidbar. Um das Füllungsdefizit gegenüber dem konventionellen Einlass-Schließzeitpunkt zu vermeiden, muss der Nachteil im Liefergrad durch eine Erhöhung des Ladedrucks kompensiert werden. Abb. 10: Prinzip des Millerverfahrens im p-V Diagramm 18 3 Grundlagen und Stand der Technik Durch einen variablen Schließzeitpunkt des Einlassventils lässt sich auch das thermodynamisch wirksame Verdichtungsverhältnis beeinflussen.

Da dabei auch die Temperatur der Ladeluft erhöht wird, nimmt die Dichte weniger stark zu als der Druck [86]. Alle Formen der Ladeluftkühlung zielen daher darauf ab, die mit der Druckerhöhung im Lader verbundene Temperaturerhöhung der Ladeluft möglichst weit zurückzunehmen. Die Absenkung der Ladelufttemperatur beruht dabei auf Wärmeübertragung4 oder einer teilweisen Entspannung der vorher durch Aufladeaggregate verdichteten Luft. In diesem Fall wird eine konventionelle Ladeluftkühlung mittels Wärmeübertrager der Luftentspannung vorgeschaltet.

Die dem Motor zuzuführende Luft wird der Prüfstandskabine entnommen. Deshalb werden Temperatur und Feuchtigkeit der Luft in der Prüfstandskabine konditioniert. Während aller Motorversuche wird die Temperatur der Luft in der Prüfstandskabine stets auf 25°C und deren relative Feuchtigkeit auf 40% eingestellt. Die dem Motor zuzuführende Luft wird nach dem Verdichter des Turboladers zunächst in einem wassergekühlten Ladeluftkühler (LLK 1) heruntergekühlt, Abb. 21, dessen Wassereintrittstemperatur 6°-10°C beträgt.

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