29. März 2010

Strahlgeführt

Mit dem neuen Cabriolet ergänzt Mercedes-Benz seine E-Klasse. Mit den BlueEFFICIENCY-Motoren versprechen die neuen Modelle trotz hohen Leistungspotenzialen moderate Verbrauchszahlen und entsprechende CO2-Emissionen.

Strahlgeführt

Am Automobilsalon konnte der CGI-V6-Motor von Mercedes besichtigt und am Informationstisch einige Details studiert werden.

 

VON ANDREAS LERCH

Der 3.5-l-Motor des E 350 CGI BlueEFFICIENCY Cabrio wurde am vergangenen Genfer Automobilsalon ausgestellt und dokumentiert. Das Triebwerk ist mit einer Benzindirekteinspritzung ausgerüstet, welche nach dem strahlgeführten Brennverfahren funktioniert. Von den drei bekannten Brennverfahren (wandgeführt, luftgeführt, strahlgeführt) werden dem strahlgeführten die besten Chancen eingeräumt, die möglichen Vorteile einer Schichtladung vollständig zu nutzen und die dadurch erzielbare thermodynamische Wirkungsgradsteigerung zu erreichen.

Strahlgeführte Systeme sind an den nahe beieinander liegenden Injektoren und Zündkerzen erkennbar. Die spezielle Herausforderung galt dabei der Anordnung von Injektor und Zündkerze in der Mitte der vier Gaswechselventile. Dem Strömungswirbel in der verdichteten Luft muss besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, damit diese in richtiger Geschwindigkeit und im richtigen Winkel den Einspritzprozess begleitet und die entstehenden Unterdruckwirbel (durch verdampfende Treibstofftröpfchen und die dadurch erfolgende Abkühlung des umliegenden Gases) zur Gemischbildung nutzt. Durch diese Effekte erfolgt eine sehr rasche örtliche Gemischbildung – und dies in unmittelbarer Nähe der Zündkerzen-Elektroden.

 

CGI

CGI ist bei Mercedes-Benz die Abkürzung für «Stratified-Charged Gasoline Injection», was soviel heisst wie geschichtete Gemischbildung. Dank dem strahlgeführten Verfahren ist es Mercedes-Benz gelungen, den Anteil der geschichteten Gemischbildung im Teillastbereich zu erweitern. Bei dieser Art ist das Gemisch im Brennraum nicht homogen verteilt und der brennfähige Anteil um die Zündkerzenelektroden gelagert. Der Brennraum-Randbereich ist mit Luft oder Abgas der Abgasrückführung angefüllt. Da mit dieser Lösung das stöchiometrische Luft-Treibstoff-Verhältnis bewusst überschritten wird (λ>1), arbeitet der konventionelle Dreiwegekatalysator nicht mehr einwandfrei und das Schadstoffminderungssystem muss beim 350 CGI einen zusätzlichen Stickoxid-Speicherkatalysator enthalten.

Gemischbildung

Das spezielle Gemischbildungssystem erforderte auch eine spezielle Kolbenmulde und Piezoinjektoren, welche in der Lage sind, den Benzindruck von 200 bar in bis zu drei Teileinspritzungen in den Brennraum zu injizieren. 

Während den homogenen Betriebspunkten wird Treibstoff in zwei (ungleichen) Stössen während dem Ansaugtakt der angesaugten Luft beigegeben. Die Dreifach-Einspritzung während dem Verdichtungstakt ermöglicht die ideale Gemischbildung bei der Schichtladung. Für die Abgastemperatur-Erhöhung zur Regeneration des Speicherkatalysators wird eine dritte Einspritzung nach OT appliziert und so die Verbrennung weit hinausgeschoben.

 

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