Entwicklungspotentiale der PKW-Dieselaufladung durch Elektrifizierung
René Ernst
Im Spannungsfeld stetig strenger werdender Emissionsvorschriften, ansteigender Konkurrenz durch alternative Antriebstechnologien wie Brennstoffzellen- und Elektroantriebe sowie steigender Kundenanforderungen gilt es mehr denn je, Verbrennungsmotoren effizienter zu gestalten. In dieser Arbeit wird anhand von zwei unterschiedlichen Konzepten untersucht, welche Potenziale eine Elektrifizierung der Aufladetechnologie für den Einsatz am Diesel-Verbrennungsmotor bietet.
Zunächst wird das Konzept Nennleistungsbooster untersucht. Hierbei handelt es sich um einen zweistufigen, elektrischen Verdichter, der im Nennleistungsbereich zusätzliche Luft zur Leistungssteigerung in den Verbrennungsmotor fördert.
Es wird gezeigt, dass das Konzept je nach Dimensionierung Potentiale in den Bereichen Verbrauch und Emissionen sowie im Bereich der Leistungssteigerung bieten kann.
Das zweite betrachtete Konzept, der eTurbo, wird innerhalb einer zweistufigen Aufladekonfiguration an einem Vierzylinder-Dieselmotor untersucht. Es wird neben stationären und transienten Performance-Untersuchungen eine Abgasrückführ-Strategie für den Teillastbetrieb entwickelt, welche den Freiheitsgrad des elektrischen Antriebs des Abgasturboladers nutzt, um den bekannten Emissions-Verbrauchs-Tradeoff mittels Lastpunktverschiebungen zu optimieren. Darüber hinaus wird eine innovative Methode vorgestellt, um Abgasnachbehandlungselemente bereits vor dem Start des Verbrennungsmotors vorzuheizen und somit die Kaltstartemissionen signifikant zu senken.
