CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs

In dieser Arbeit wird ein Verbrennungsmotor in einem hybriden Antriebsstrang mit einer seriell-parallelen Topologie gezielt so ausgelegt, dass der Wirkungsgrad deutlich verbessert und somit der Kraftstoffverbrauch minimiert wird. Basierend auf einem gesamtheitlichen Ansatz wird das Betriebskennfeld eines turboaufgeladenen Ottomotors systematisch auf verbrauchs- und hybridoptimale Bereiche reduziert. Dies ermöglicht die Implementierung wirkungsgradsteigernder Maßnahmen wie einer deutlichen Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses, den Einbau eines passiven Vorkammerzündsystems, einer Optimierung des Ladungswechsels über die Einlassnockenkontur sowie einer externen Abgasrückführung. Diese Technologien werden schrittweise an einem Konzeptmotor implementiert und in ihrer Wirkungsweise sowie ihren technologischen Anforderungen auf einem Motorenfunktionsprüfstand charakterisiert. Hierbei wird aufgezeigt,dass durch die Kombination sich einander ergänzender motorischer Technologien im Kontext dieses hybriden Antriebsstrangs ein signifikantes Potential zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors generiert werden kann.

Für das entwickelte hybridoptimierte Verbrennungsmotorenkonzept wird abschließend der Nachweis der Funktionsfähigkeit und der Wirksamkeit bezüglich der Reduzierung der CO2-Emissionen im realen dynamischen Betrieb auf dem Motorenfunktionsprüfstand geführt. Die Simulation der Randbedingungen eines Hybridantriebsstrangs auf dem Prüfstand erfolgt durch eine im Rahmen dieser Arbeit neu entwickelten Simulationsmethodik.