Vorstudie zur Kraftstoffversorgung gespülter Vorkammerzündsysteme (LEANition)

Im Projekt LEANition sollen die Möglichkeiten und Grenzen einer gespülten Vorkammerzündung in PKW-Ottomotoren als ein wesentlicher Enabler für zukünftige hocheffiziente Ottomotoren aufgezeigt werden.

Die Vorkammer ist ein kleiner Zündraum um die Zündkerze, der durch Übertrittskanäle mit dem Brenn-raum verbunden ist und zusätzlich zum Ladungswechsel mit dem Hauptbrennraum aktiv mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird. Speziell im Teillastbereich kann so ein effizientes und schadstoffarmes Brennverfahren mit stark verdünnter Ladung (homogen mager oder hohe Restgasanteile) ermöglicht werden, welches mit konventioneller Funkenzündung keinen stabilen Motorbetrieb ermöglicht. 

Kern des Projekts ist die Verwendung leichtsiedender Bestandteile von Ottokraftstoff aus dem normalen Benzintank zur Gemischanreicherung in der Vorkammer. In einer Vorstudie wurde die Eignung der im Tank oberhalb der Flüssigphase immer vorhandenen Gase als Vorkammerkraftstoff untersucht. Dazu wurden ein Labor-Kraftstoffsystem aufgebaut und verschiedene Extremkraftstoffe untersucht. Die Kraftstoffe wurden vor Einsatz und im Betrieb in ihrer Zusammensetzung analysiert. Dabei konnte in allen Fällen eine für den PKW-Betrieb hinreichende Kraftstoffversorgung nachgewiesen werden. Hinsichtlich möglicher Kondensatbildung konnte durch eine erzwungene Zwischenkühlung gezeigt werden, dass bei bioethanolhaltigen Kraftstoffen der Alkohol einen hohen Anteil des im Versuch gezielt erzeugten Kondensats ausmacht. Durch dessen Eigenschaft als Lösungsmittel sind auch bei bio-ethanolhaltigen Kraftstoffen keine Ablagerungen zu erwarten. 

Eine aktive Vorkammerzündung mit Benzin konnte für PKW Motoren erfolgreich dargestellt werden. Eine nähere Untersuchung des Themas ist Gegenstand eines auf den Ergebnissen der Vorstudie aufbauenden Projekts.