Verbrennungsmotoren

Auf den Prüffeldern des Motorlabors sind derzeit folgende Verbrennungsmotoren aufgerüstet

Einzylinder Forschungsmotor

Der eignes konstruierte Einzylindermotor mit integriertem Ausgleichsgetriebe kann je nach Zylinderkopf und Einspritzsystem sowohl als Ottomotor als auch als Dieselmotor betrieben werden.
Vorwiegend wird dieser für Grundlagenversuche mit Diesel/Wasser-Emulsionen bzw. Mikroemulsionen genutzt.
Der Motor an sich ist mit einem konditionierten Kühlwasser- und Motoröl-Kreislauf ausgestattet. Ferner verfügt er über einen Luftmassenmesser, einen fest installierten Drehwinkelaufnehmer, einen hochdynamischen Zylinderdrucksensor, sowie einen Anschluss für das optische Verbrennungsanalysegerät Smetec.
In der aktuellen Ausbaustufe ist der Motor mit je einem Common-Rail-Einspritzsystem für Dieselkraftstoff und Wasser ausgestattet, mit welchem derzeit am "On-Injektor"-System geforscht wird.

BMW N54B30

Im Jahre 1973 sorgte BMW mit dem 2002 tii mit dem ersten in Serie gebauten Fahrzeug mit Abgasturbolader für Aufsehen in der Automobilbranche. In der damals beginnenden Ölkrise gestaltete sich der Kraftstoffverbrauch der anfänglichen Turbomotoren als suboptimal, sodass sich BMW in den folgenden Jahren mit einer Ausnahme (M102) auf Saugmotoren konzentrierte.

Aktuell, im Zuge der Effizienzverbesserungen sowie der Forderung nach verbesserten Fahrleistungen, hat die ATL-Technologie bei BMW wieder Einzug gehalten. Aber nicht nur seitens diesen Aspektes stellt der N54, welcher unter anderem im 135i, 335i, etc. verbaut ist, einen modernen Ottomotor dar. Er ist nämlich mit nahezu fast allen technischen Errungenschaften ausgestattet (siehe unten), die der Effizienzverbesserung sowie der Erhöhung der spezifischen Leistung dienen.

Besondere Merkmale:

  • Hi-Precision-Injektion Kraftstoffdirekteinspritzung (ausschließl. lambda=1), bis 200 bar Einspritzdruck, über Piezo-Injektoren, Mehrfacheinspritzung (max. 3)
  • Bi-Turboaufladung, max. Ladedruckverhältnis: 1,6, max. Turbineneintrittstemperatur 1050°C, Ladederuckregelung über elektro-pneumatisch angesteuerte Wastegates
  • Abgasturbolader mit integrierten, luftspaltisolierten Abgaskrümmern
  • Ladeluftkühler
  • Intelligentes Wärmemanagement - kennfeldgesteuertes Thermostat, mit Kühlmitteltemperaturen von bis zu 108°C im Eco-Betrieb
  • Bedarfsgeregelte, elektrisch angetriebene Wasserpumpe
  • Doppel-Vanos (Variable Ventilsteuerung der Einlass/Auslassventile),Ventiltrieb mit 4 Ventilen pro Zylinder
  • Kurbelgehäuse aus Aluminiumdruckguss (Al 226)
Deutz TCD2012 L04 4V

Bei dem Deutz TCD 2012 L04 4V handelt es sich um einen modernen Nutzfahrzeug-dieselmotor mit 4 Zylindern, welcher seine Anwendung u.a. in Schleppern sowie Baumaschinen findet. Er stellt einen der ersten Deutz-Motoren mit Common-Rail Einspritzung dar und erreicht ohne jegliche Abgasnachbehandlungssysteme die US Tier III.

Besondere Merkmale:

  • Deutz-Common-Rail (DCR) Direkteinspritzung, max. Raildruck 1400bar
  • Abgasturbolader, max. Ladedruckverhältnis 2,9
  • Ladeluftkühler
  • externe, wassergekühlte Hochdruck-Abgasrückführung (eAGR)
  • Ventiltrieb mit 4 Ventilen pro Zylinder

Mess-/Verstellmöglichkeiten:

  • Verstellung aller Einspritzparameter, AGR-Rate möglich
  • Aufzeichnung des Zylinderdruckes über °KW möglich
  • Analyse der Abgaszusammensetzung (gasförmig, gravimetrisch) möglich

Messergebnisse:

  • Im Betrieb mit On-Board gemischter Emulsion, deren Wasseranteil betriebspunktoptimiert beigemessen wurde, konnte über den 8 Stufen Test die nächst höhere Abgasnorm Tier IV interim erreicht werden.
    Konkret bedeutet dies, dass hier die im Abgas enthaltene Rußpartikelmenge um 66% reduziert wurde, bei gleichzeitiger Reduzierung der Stickoxide um 35%. (siehe MTZ 07-08 2010)
Hyundai U2 1.6 CRDi

Technische Daten Hyundai U2 1.6 D4FB

Mercedes-Benz OM642 Bluetec I

Der Mercedes-Benz OM642 wird seit 2006 in den USA im E-Segment als E 320 CDI Bluetec vertrieben, und erfüllt mit seinem aufwendig gestaltetem Abgasnachbehandlungssystem die strenge Abgasnorm US Tier II Bin 8.

Besondere Merkmale:

  • Common-Rail Direkteinspritzung, max. Raildruck 1600 bar
  • Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie, elektrisch angesteuert, max. Ladedruckverhältnis: 2,8:1
  • Ladeluftkühler
  • externe, gekühlte Abgasrückführung

Technische Daten Mercedes-Benz OM 642

  • Abgasnachbehandlungssystem:
    • Oxidationskatalysator
    • Dieselpartikelfilter (DPF)
    • NOx - Speicherkatalysator
    • SCR - Katalysator

Mess-/Verstellmöglichkeiten:

  • Verstellung aller Einspritzparameter, AGR-Rate, Regenerationsmodi der Abgasnachbehandlungssysteme, VTG-Steller möglich
  • Aufzeichnung des Zylinderdruckes über °KW möglich
  • Analyse der Abgaszusammensetzung (gasförmig, gravimetrisch) möglich
Opel B16SHT

Technische Daten Opel B16SHT