Untersuchungen zur Verbrennungsregelung und Sensorik für die homogene Kompressionszündung

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Im vorliegenden Band 1/2011 berichtet Herr Franz über Ergebnisse zur Regelung der homogen kompressionsgezündeten verbrennung (HCCI) von Ottokraftstoffen. Alternative Brennverfahren wie die homogene Kompressionszündung ermöglichen es, den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhöhen und zugleich die Rohemission zu senken. Jedoch erweist dich der stationäre und dynamische HCCI- Betrieb im Mehrzylindermotor als besondere Herausforderung. So kommt es im vorgesteuerten betrieb zu signifikanten Abweichungen hinsichtlich Last und Verbrennungsschwerpunktlage in den einzelnen Zylindern. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Usachen für dieses Verhalten zu analysieren und mittels einer geeigneten regelung und Sensorik zu kompensieren. Als maßgebliche Kenngrößen zur Reglung der Verbrennung dienten die indizierte Last und die Verbrennungsschwerpunktlage. Der HCCI- Betrieb im Mehrzylindermotor konnte mit der entwickelten Verbrennungsreglung erheblich verbessert werden. Zudem konnte auch der dynamische HCCI- Betreib mittels Adaptionsfunktionen auf Basis neuronaler Netze dargestellt werden. Abschließend erfolgt die Bewertung unterschiedlicher Sensortechnologien für den entworfenen Regelkreis. Als ein wesentliches Ergebnis der Arbeit kann festgehalten werden, dass eine regelung des HCCI- Brennverfahrens unabdingbar ist, um Verbrauchs- und Emissionsziele unter akustischen Randbedingungen zu erreichen. Die wesentlichen Herausforderungen wird nun darin bestehen, vereinfachte Sensoren und intelligente Auswertealgorithem für diese Anwendung zu entwickeln.