Motor mit Mehrfacheinspritzung für kleine Fahrzeuge

Unter Kraftfahrern erfreuen sich Dieselmotoren zunehmender Beliebtheit. Die modernen Einspritzsysteme rechtfertigen und verstärken diese Tendenz, da sie die Herstellung kraftstoffeffizienter und „sauberer“ Fahrzeuge ermöglichen.

Das Einspritzsystem für Dieselkraftstoff besteht aus einer Einspritzpumpe, Ansaugleitungen und Kraftstoffeinspritzdüsen. Die Common-Rail-Technologie zur Kraftstoffeinspritzung eröffnet den Motorenentwicklern die Möglichkeit, Abgasemissionen zu reduzieren und Motorengeräusche zu mindern. Im Gegensatz zu den traditionellen Einspritzsystemen findet die Erzeugung des Einspritzdrucks getrennt von der Einspritzung selbst statt. Diese Auskopplung erfordert einen Hochdruckakkumulator, der aus der Leitung und den Hochdruck-Kraftstoffkanälen hin zu den Düsen besteht. Die Hauptkomponente des Systems ist ein Einspritzer, der über ein Magnetventil gesteuert wird.

Im Rahmen des D-ISELE-Projekts (Diesel – Injection for Small Engines and Low Emissions) wurden Forschungsarbeiten durchgeführt, die sich auf die Entwicklung und die speziellen Anforderungen eines kleinen Motors konzentrierten. Das Konzept eines äußerst kompakten Dieselmotors wurde insbesondere in Europa zu einer zunehmend interessanteren Zielstellung, welche die Tendenz des Pkw-Marktes hin zu kleinen Fahrzeugen reflektiert. Die Forschung basierte auf der Technologie der Mehrfacheinspritzung (MI – Multi Injection), da ein solcher Einspritzer, verglichen mit modernen Einspritzern, bis zu fünf Einspritzungen pro Zyklus durchführen und so eine kürzere Verweilzeit erreichen kann.

Anhand der Ergebnisse zeichnete sich die vorrangige Notwendigkeit einer hydraulischen Stabilität für ein solches Kraftstoffeinspritzsystem ab. Eine mangelnde hydraulische Stabilität würde eine unzureichende Kontrolle der eingespritzten Mengen bedeuten und zu einer ineffizienten und unsauberen Verbrennung führen. Das Ziel von reproduzierbaren Mengen und von einem gegenüber der Antriebszeit beinahe linearen Einspritzplans wurde durch mechanische Interventionen an der Armatur, der Düsennadel und am Magnetventil erreicht.

Die genaue Dosierung und die exakte Verteilung des Kraftstoffs sind nur einige der möglichen zukünftigen Entwicklungen auf diesem Gebiet. Ein Prototyp des Einspritzers steht bereits zu Testzwecken zu Verfügung, und für weitere Entwicklungsarbeiten werden Motorenhersteller gesucht.