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Projekt
Twin-Jet – Einspritzverfahren für eine
optimierte Verbrennung in Ottomotoren
Mehr als 80 Prozent der weltweiten PKW-Antriebe sind Ottomotoren.
Bei diesem Antriebskonzept stellt die Kombination aus Downsizing
und Benzindirekteinspritzung derzeit die bedeutendste Technologie zur
Verbrauchssenkung und damit CO
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-Reduzierung dar.
Im Forschungsprojekt „Twin-Jet“ wurden ein neues Zerstäubungskonzept
für die Benzindirekteinspritzung untersucht undTechniken entwickelt, um
die Auswirkungen von Druckschwankungen, die in allen heutigen Hoch-
druckeinspritzsystemen auftreten, zu minimieren. Bei der Doppelstrahl-
Zerstäubung wird im Kollisionspunkt von je zwei Einspritzstrahlen eine
Flüssigkeitslamelle gebildet, die in Form eines neuen gemeinsamen
Sprays zerfällt. Es konnten Injektorauslegungen gefunden werden, welche
die Geometrie der entstehenden Sprays sehr gut an die Anforderungen
der Benzindirekteinspritzung anpassen. Eine hervorragende Zerstäubungs-
qualität mit Sauter-Durchmesser von 15 μm wird mit dem Zerstäubungs-
prinzip bereits bei moderaten Einspritzdrücken von etwa 50 bar erreicht.
Die Funktion der Injektoren konnte auch unter Betriebsbedingungen nach-
gewiesen werden, bei denen Flashboiling, also eine schlagartige Verdamp-
fung durch spontane Druckabsenkung, auftritt.
Auch bei höchsten Einspritzdrücken konnte die Eindringtiefe der Sprays
begrenzt werden, was eine gezielte Lufterfassung unter Vermeidung von
Bauteilbenetzungen ermöglicht.
Neben den gewonnenen Vorteilen in der Spraygenerierung für Ottomotoren konnte
an benzinbetriebenen Common-Rail-Systemen eine effektive Dämpfung von Druck-
pulsationen durch poröse Körper nachgewiesen werden.
Erfolgskurs
Marktpositionierung für Hightech-Entwicklungen
Am Forschungsprojekt „Twin-Jet“ arbeiteten von Mitte 2012 bis Ende 2014 der Lehr-
stuhl für Prozessmaschinen und Anlagentechnik sowie der Lehrstuhl für Technische
Thermodynamik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zusammen
mit der BMW Group, der FMP Technology GmbH, der Geiger Fertigungstechnologie
GmbH und der Robert Bosch GmbH. Das Projekt wurde von der Bayerischen
Forschungsstiftung hierbei mit rund 600.000 Euro unterstützt. Dem interessierten
Fachpublikum konnten die Ergebnisse im November 2015 beim Bayern-Innovativ-
Symposium „Effizienz im Antriebsstrang“ präsentiert und eine gute Möglichkeit zur
Marktpositionierung der neuen Technologie gegeben werden.
