Internationaler Motorenkongress 2017: Mit Konferenzen Nfz-Motorentechnologie und Neue Kraftstoffe

779 Pages·2017·75.016 MB·German

by  Johannes Liebl, Christian Beidl (eds.)

Johannes Liebl
Christian Beidl Hrsg.
Internationaler
Motorenkongress
2017
Mit Konferenzen Nfz-Motoren-
technologie und Neue Kraftstoffe
Proceedings
Proceedings
Ein stetig steigender Fundus an Informationen ist heute notwendig, um die immer kom-
plexer werdende Technik heutiger Kraftfahrzeuge zu verstehen. Funktionen, Arbeitsweise,
Komponenten und Systeme entwickeln sich rasant. In immer schnelleren Zyklen verbreitet
sich aktuelles Wissen gerade aus Konferenzen, Tagungen und Symposien in die Fachwelt.
Den raschen Zugriff auf diese Informationen bietet diese Reihe Proceedings, die sich zur
Aufgabe gestellt hat, das zum Verständnis topaktueller Technik rund um das Automobil er-
forderliche spezielle Wissen in der Systematik aus Konferenzen und Tagungen zusammen zu
stellen und als Buch in Springer.com wie auch elektronisch in SpringerLink und Springer
Professional bereit zu stellen.
Die Reihe wendet sich an Fahrzeug- und Motoreningenieure sowie Studierende, die aktuelles
Fachwissen im Zusammenhang mit Fragestellungen ihres Arbeitsfeldes suchen. Professo-
ren und Dozenten an Universitäten und Hochschulen mit Schwerpunkt Kraftfahrzeug- und
Motorentechnik finden hier die Zusammenstellung von Veranstaltungen, die sie selber nicht
besuchen konnten. Gutachtern, Forschern und Entwicklungsingenieuren in der Automobil-
und Zulieferindustrie sowie Dienstleistern können die Proceedings wertvolle Antworten auf
topaktuelle Fragen geben.
(cid:2)
Johannes Liebl Christian Beidl
(Hrsg.)
Internationaler
Motorenkongress 2017
Mit Konferenz Nfz-Motorentechnologie
und Neue Kraftstoffe
Herausgeber
Dr.JohannesLiebl Prof.Dr.-Ingg.ChristianBeidl
Moosburg,Deutschland InstitutfürVerbrennungskraftmaschinen
TechnischeUniversitätDarmstadt
Darmstadt,Deutschland
ISSN2198-7432 ISSN2198-7440(electronic)
Proceedings
ISBN978-3-658-17108-7 ISBN978-3-658-17109-4(eBook)
DOI10.1007/978-3-658-17109-4
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HERZLICH WILLKOMMEN
Verbrennungsmotoren weiterzuentwickeln, sie effizienter und emissionsärmer zu ma-
chen, bleibt ein Schlüsselfaktor. Denn die hohe Energiedichte flüssiger Kraftstoffe
wird wesentlich dazu beitragen, die heute gewohnte Langstreckentauglichkeit von
Pkw und insbesondere Nutzfahrzeugen auch morgen noch sicherzustellen.
Der 4. Internationale Motorenkongress legt deshalb besonderen Wert darauf, aktuelle
Trends in der Antriebsentwicklung im energetischen Gesamtsystem zu betrachten. Ef-
fiziente Pkw- und Nfz-Motoren sind darin genauso entscheidend wie synthetische
Kraftstoffe, um künftig eine weitgehend CO-neutrale individuelle Mobilität sicher-
2
stellen zu können.
Sichern Sie sich Ihren Wissensvorsprung und profitieren Sie!
– Es erwarten Sie internationale Referenten, hochkarätige Vorträge und Diskussions-
runden.
– Sie haben jederzeit die Möglichkeit, zwischen allen Vorträgen zu wechseln.
– Nutzen Sie den Kongress zum Netzwerken – der Abend der Motoren-Community
bietet interessante Gespräche in angenehmer Atmosphäre.
– Eine begleitende Fachausstellung informiert über innovative Produkte und Dienst-
leistungen im Bereich Verbrennungsmotor-Entwicklung.
Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme!
Im Namen der Programmbeiräte
Dr. Johannes Liebl
Wissenschaftlicher Leiter des Kongresses,
Herausgeber ATZ | MTZ | ATZelektronik
V
INHALT
PLENUM
Propulsion for 2025 3
Worldwide harmonization of emission regulations – 5
a dream never becomes reality?
Climate-neutral mobility 7
TEIL I – PKW-MOTORENTECHNOLOGIE
MOTORENKONZEPTE
CNG as ideal supplement to e-traction 15
aiming at CO -neutral mobility?
2
Challenges facing future high performance combustion engines 29
using Porsche Boxer engines as an example
Load point shifting for Diesel engines – 43
potentials for passenger car and truck engine applications
LADUNGSWECHSEL UND VERBRENNUNG I
Selecting a suitable stroke/bore ratio when combining 65

variable compression and Early Intake Valve Closure (EIVC)
Extreme lean gasoline technology – 101
best efficiency and lowest emission powertrains
From glow tube to corona – challenges to the ignition systems 123
of future SI engines

VII
Inhalt
SYSTEME UND METHODEN
Experimental investigation of the cold start behavior 149
of different coolant circuits for a waste heat recovery system
and their influence on the engine
Method for the predictive calculation of mixed friction 169
Predictive diagnostics solutions beyond big data 185
EMISSIONEN
Optimized heat release rate for enhanced thermal efficiency 209
under NO , noise and peak firing pressure constraints
x
in light-duty Diesel engines
Impact analysis of fuels, operating fluids 227
and combustion parameters: focus raw emission behavior
ELEKTRIFIZIERUNGSKONZEPTE
FEV ECObrid – a 48V mild hybrid concept 245
for passenger car Diesel engines
The tailored powertrain for 48V – options for the gasoline engine – 261

chance for future Diesel engines
Optimal hybrid gasoline engine – 297
solutions for complex powertrains
LADUNGSWECHSEL UND VERBRENNUNG II
Model-based combustion chamber layout 315
for passenger car Diesel engines
Targets and parameters for combustion system layout 341
48 VOLT IM SERIENEINSATZ
48V in series application 359

Deployment of 48V in Renault, current status and future outlook 363

VIII
Inhalt
TEIL II – NEUE UND ALTERNATIVE KRAFTSTOFFE
HEUTIGE KRAFTSTOFFKONZEPTE
Alternative fuels of today for sustainable mobility of tomorrow 381
Natural gas-Diesel dual fuel for commercial vehicle engines 391
Natural gas for cleaner mobility 409
ALTERNATIVE KRAFTSTOFFKONZEPTE
Energy chains and drive systems in the comparison 431
of efficiency taking into account the air quality
Potentials of sustainable bio Diesel fuels to achieve mobility 433
Alternative fuels for commercial vehicles 435
NACHHALTIGE KRAFTSTOFFKONZEPTE
Recent results of the sootless Diesel fuel oxymethylene ether 439
Oxygenate fuel in a Diesel engine – 457
Is a CI engine capable of lambda 1?
Production of fuels from hydropower and carbon dioxide 473
from organic waste in Norway
KRAFTSTOFFE VON ÜBERMORGEN
Green hydrogen and downstream synthesis products – 485
electricity-based fuels for the transportation sector
Capturing CO2 from air 499
ZUKÜNFTIGE KRAFTSTOFFNUTZUNG
Sustainable designer fuels for Diesel and Otto fuels 515
A pragmatic approach to deep reduction in U.S. CO emissions 517
2
IX
Inhalt
TEIL III – NFZ-MOTORENTECHNOLOGIE
EMISSIONEN UND AGN-KONZEPTE
The challenges of an aftertreatment system 541
for Stage V with SCR-F
Highly integrated exhaust gas aftertreatment systems 543
in heavy-duty applications
Next steps towards EGR-only concept 555
for medium-duty industrial engine
LADUNGSWECHSEL UND VERBRENNUNG
Further thermal efficiency increase of the Diesel combustion 575
for commercial engines
Improving commercial vehicle emissions and fuel economy 591
with engine temperature management using
variable valve actuation
In-house developed turbochargers as key technology element 619
for the development of Daimler heavy-duty engines
WÄRMEMANAGEMENT
Efficiency increase of the CV engine 637
with a WHR turbine expander combined with a 48V board net

Organic Rankine cycle turbine expander design, development, 655
and 48V mild hybrid system integration

Fuel saving potential of indirect charge air cooling 679
for heavy-duty trucks
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