Das Volkswagen GCI-Brennverfahren - Moglichkeiten und Grenzen der CO_2-Emissionsreduzierung durch das HCCI Brennverfahren fur Ottomotoren

摘要

Der Ende 2006 vorgestellte Golf mit 1,6 Liter GCI-Motor war der weltweit erste offentlich prasentierte fahrbereite Pkw mit Benzinselbstzundungs-Motor. Das im Fahrzeug dargestellte Volkswagen GCI-Brennverfahren ist ein auf der homogenen Benzinselbstzundung basierendes Teillastbrennverfahren, das in einem Teilbereich des Motorkennfeldes Verbrauchsreduzierungen im Vergleich zur konventionellen fremdgezundeten stochiometrischen Verbrennung bei gleichzeitig minimalen Stickoxid-Rohemissionen ermoglicht. Der Vortrag beschreibt die Vorgehensweise bei der Auslegung des GCI-Brennverfahrens, die durch intensive Einbindung von Berechnungsmethoden wie der dreidimensionalen Simulation der Gemischbildung und der Kopplung der CFD-Stromungssimulation mit der chemischen Reaktionskinetik zur Berechnung des Selbstzundungsprozesses gepragt war. Des Weiteren werden die fur die Ubertragung des GCI-Brennverfahrens vom Motorprufstand ins Fahrzeug erforderlichen Schritte im Bereich der Motorsteuerung beschrieben. Eine grundsatzliche gesamtsystemische Betrachtung der Moglichkeiten und Grenzen von Teillastbrennverfahren zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs im Fahrbetrieb fuhrt zu dem Ergebnis, dass durch diese Brennverfahren der Kraftstoffverbrauch zwar verbessert werden kann, jedoch die Verbrauchswerte von Downsizing-Konzepten mit TSI-Technologie unter den fur Volkswagen relevanten Randbedingungen nicht erreicht werden. Die massgeblichen Grunde dafur sind die nur geringen Zeitanteile, in denen der Motor im abgegrenzten verbrauchsgunstigen Teillastbetrieb betrieben wird. Wird der im Hubraum unveranderte Motor dann ausserhalb dieses verbrauchsgunstigen Teillastbetriebs betrieben, sind die relevanten spezifischen Kraftstoffverbrauche durchweg hoher als beim hubraumreduzierten Downsizingmotor.