Konzepte für einen sicheren Direktstart von Ottomotoren

Vor dem Hintergrund der Ziele des Dachverbandes der europäischen Automobilhersteller (ACEA) zur Reduzierung der CO2-Emissionen von Personenkraftwagen ist eine weitere Absenkung des Kraftstoffverbrauchs erforderlich. Eine Möglichkeit ist die Anwendung einer Start-Stopp-Funktion, über die der Kraftstoffverbrauch im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) um bis zu 5 % verringert werden kann. Aufgrund der sehr guten Komforteigenschaften – schneller und leiser Start – eignet sich der so genannte Direktstart besonders gut für die Umsetzung einer Start-Stopp-Funktion. Direktstart bedeutet, dass der Motor ohne die sonst notwendige Fremdenergie eines Elektrostarters allein durch gezielt eingeleitete Einspritzungen und Zündungen hochläuft. Allerdings ist insbesondere bei betriebswarmem Motor die Startzuverlässigkeit nicht ausreichend. Zwei Phänomene sind für den Rückgang der Startzuverlässigkeit bei Erhöhung der Motortemperatur verantwortlich: Einerseits nimmt die Luftdichte und damit die Luftmasse im Brennraum ab, und andererseits wird durch die Veränderung der Gemischbildung ein geringerer Teil der im Zylinder vorhandenen Luft für die Verbrennung genutzt. Ziel dieser Arbeit ist es, einen sicheren Direktstart bei allen Motortemperaturen zu gewährleisten. Zur Bewertung des Potenzials unterschiedlicher Maßnahmen werden Simulationen und Experimente in der Strahlbildkammer sowie im Fahrzeug verwendet. Die Maßnahmen Variation der Ventilsteuerzeiten, Übergang vom wandgeführten auf das strahlgeführte Brennverfahren, Modifikation der Einspritzstrategie und Einsatz von speziellen Kraftstoffen haben zwar eine Verbesserung des Direktstarts zur Folge, ein sicherer Direktstart im gesamten Temperaturbereich ist hierdurch aber nicht zu verwirklichen.