Einfluss der Reibungsreduzierung in der Kolbengruppe auf die CO₂-Emissionen bei realem Fahrbetrieb

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• Tobias Funk

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Die Reduzierung der innermotorischen Reibverluste bietet bedeutende Möglichkeiten zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen. Besonders effektiv ist die Reibungsoptimierung in der Kolbengruppe, bestehend aus Kolben, Kolbenringen und Kolbenbolzen. Diese Arbeit untersucht die Effektivität eines empirischen Reibungsmodells, das auf Indiziermessungen im stationären Motorbetrieb basiert, um herauszufinden, ob Maßnahmen zur Reibungsreduzierung in der Kolbengruppe eines Pkw-Motors signifikante CO₂-Einsparungen im realen Fahrbetrieb bewirken. Zunächst wird die Genauigkeit quantifiziert, mit der der Einfluss konstruktiver Änderungen in der Kolbengruppe auf die Reibverluste im stationären Betrieb experimentell bewertet werden kann. Anschließend wird geprüft, ob das empirische Modell die Reibverluste des Verbrennungsmotors auch im realen Fahrbetrieb beschreibt. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl bei einem Betriebspunktwechsel als auch während der Warmlaufphase ein Reibverhalten auftreten kann, das durch stationäre Messungen nicht erfasst wird. Dieses dynamische Reibverhalten wird auf die thermische Trägheit der relevanten Motorbauteile zurückgeführt, hat jedoch nur einen geringen Einfluss auf die CO₂-Einsparungen. Basierend darauf werden die CO₂-Einsparpotenziale ausgewählter Reibungsreduzierungsmaßnahmen für Otto- und Diesel-Motoren mittels Gesamtfahrzeugsimulation im NEFZ und WLTC berechnet.

• Sprache: Deutsch
• Erscheinungsdatum: 2023