Untersuchungen zur Parametrierung von Multisparkzündungen

Der Einsatz der Mulitsparkzündtechnologie in der Automobiltechnik bietet insbesondere bei Verwendung in Ottomotoren mit Schichtladetechnik Vorteile bezüglich der Zündsicherheit. Diese Verbesserung ermöglicht es, beispielsweise bei der Verwendung in Schichtlademotoren, auch in verbrennungstechnisch sehr grenzwertig parametrierten Betriebszuständen das Auftreten von Fehlzündungen zu vermeiden. Letztendlich erlaubt es der zielgerichtete und optimierte Einsatz einer Multisparkzündung, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen ebenso wie deren Emissionen zu senken, indem die Betriebssicherheit der besonders sparsamen aber gleichzeitig besonders zündunwilligen Verbrennungsmodi gesteigert wird. In der vorliegenden Arbeit werden die verschiedenen zugrundeliegenden Wirkzusammenhänge der Multisparkzündung analysiert, klassifiziert und bewertet. Basierend auf den vier Steuerparametern Funkenbrenndauer, Funkenpausendauer, Entladungsstromstärke und Umgebungsdruck werden mittels Black-Box-Modellen die motorischen Kennwerte der Wiederzündspannung einer laufenden Multisparkentladung, des thermischen Energieeintrages eines Zündvorganges und ein Maß für die druckabhängige Wahrscheinlichkeit für Fehlzündungen entwickelt. Zur reproduzierbaren, experimentellen Messwerterfassung werden die jeweiligen Eingangsgrößen unabhängig voneinander in definierten Stufen variiert, um so auch gegenseitige Abhängigkeiten beschreiben zu können. Dabei wird beispielsweise die in Experimenten ermittelte, signifikante Abhängigkeit der Wiederzündspannung von den Pausenund Brenndauern im Bereich unterhalb einer Millisekunde anhand charakteristischer, phänomenologischer Faktoren approximiert. Die separate Betrachtung ermöglicht es, die zueinander gegenläufigen, voneinander abhängigen Effekte der Pausendauer und der Brenndauer auf die Wiederzündspannung einzeln zu charakterisieren. Die Definition dieser Black-Box-Modelle erfolgt dabei unter der Prämisse einer praxistauglichen Berechnungsvorschrift, welche den Einsatz der Modelle auch in Echtzeitumgebungen mit begrenzter Rechenkapazität, wie den Mikroprozessorbasierten Motorsteuergeräten, ermöglicht. In weiteren Schritten werden aus den Ergebnissen der praktischen Experimente und der modellierten Berechnung Handlungsempfehlungen für die Entwicklung von Multisparkzündungen abgeleitet. Diese jeweils auf ein spezielles Szenario ausgerichteten Empfehlungen geben konkrete Handlungsempfehlungen, die beispielsweise den frühzeitigen Ausfall von Isoliersystemen aufgrund einer unzureichenden Beachtung der pulsförmigen Belastung vermeiden können.