Development of a Pre-chamber for Spark Ignition Engines in Vehicle Applications

Auch bei zukünftigen Ottomotoren in hybridisierten Antrieben für PKW und leichte Nutzfahrzeuge wird die weitere Verbrauchs- und Emissionsabsenkung gefordert. Einen großen Schritt zur Wirkungsgradsteigerung repräsentiert der Magerbetrieb. Hier bieten Zündstrahlverfahren, wie sie bereits erfolgreich bei großen Gasmotoren eingesetzt werden, das Potenzial, Magerverbrennung gepaart mit niedrigsten Stickoxidemissionen zu realisieren. FEV hat gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen an der RWTH Aachen und weiteren Partnern im Rahmen des von der EU Co-finanzierten EAGLEProjekts eine Vorkammer für ein effizientes Zündstrahlverfahren entwickelt. ... mehrAusgehend von der Zielsetzung, einen Mager-Ottomotor mit hohem Wirkungsgrad und niedrigen Emissionen zur Anwendung in elektrifizierten Antriebsträngen darzustellen, wurden die Vorkammer und die zugehörige Zylinderkopfumgebung entwickelt, berechnet, konstruiert und am Einzylindermotor-Prüfstand untersucht. Die dabei benutzen Werkzeuge zur CAE-basierten Auslegung entstammen den Standards, wurden jedoch zur Entwicklung der Vorkammer angepasst und erweitert. Das resultierende ottomotorische Magerbrennverfahren bietet durch seine drastisch verbesserte Magerlauffähigkeit, verbunden mit niedrigen Roh-Emissionen, eine hervorragende Voraussetzungen für die weitere Wirkungsgradverbesserung von elektrifizierten Antriebsträngen.

Future gasoline engines in hybrid powertrains for passenger cars and light commercial vehicles will also continue to require further reductions in fuel consumption and emissions. A major step towards increasing efficiency is represented by lean operation. Here, pre-chamber jet ignition systems, which are already being used successfully in large gas engines, offer the potential of realizing lean burn coupled with lowest nitrogen oxide emissions. As part of the EU funded EAGLE project, FEV together with the Institute for Internal Combustion Engines at the RWTH Aachen University and other partners, have developed a pre-chamber for an efficient ignition jet process. ... mehrBased on the objective to present a high efficiency and low emission lean burn engine for use in electrified powertrains, the pre-chamber and the associated cylinder head environment have been developed, calculated, designed and tested on the single cylinder engine test bench. The tools used for the CAE-based design are derived from the standards, but were adapted and extended to the development of the pre-chamber. The resulting lean engine burn process, with its drastically improved lean burn capability and with low raw emissions, offers excellent conditions for further improving the efficiency of electrified powertrains.