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Johannes Liebl Christian Beidl Hrsg. Internationaler Motorenkongress 2015 Mit Nutzfahrzeugmotoren – Spezial Proceedings Proceedings EinstetigsteigenderFundusanInformationenistheutenotwendig,umdieimmer komplexerwerdende Technik heutiger Kraftfahrzeuge zu verstehen. Funktionen, Arbeitsweise,KomponentenundSystemeentwickelnsichrasant.Inimmerschnel- leren Zyklen verbreitet sich aktuelles Wissen gerade in Konferenzen, Tagungen undSymposienindieFachwelt.DenraschenZugriffaufdieseInformationenbie- tetdieseReiheProceedings,diesichzurAufgabegestellthat,daszumVerständnis topaktuellerTechnikrundumdasAutomobilerforderlichespezielleWisseninder SystematikausKonferenzenundTagungenzusammenzustellenundalsBuchin Springer.comwie auch elektronisch in SpringerLink und Springer für Professio- nalsbereitzustellen. Die Reihe wendet sich an Fahrzeug- und Motoreningenieure sowie Studieren- de, die aktuelles Fachwissen im Zusammenhang mit Fragestellungen ihres Ar- beitsfeldessuchen.Professoren undDozentenanUniversitätenundHochschulen mitSchwerpunktKraftfahrzeug-undMotorentechnikfindenhierdieZusammen- stellungvonVeranstaltungen, diesieselbernichtbesuchenkonnten.Gutachtern, ForschernundEntwicklungsingenieureninderAutomobil-undZulieferindustrie sowieDienstleisternkönnendieProceedingswertvolleAntwortenauftopaktuelle Fragengeben. (cid:2) Johannes Liebl Christian Beidl Herausgeber Internationaler Motorenkongress 2015 Mit Nutzfahrzeugmotoren - Spezial Herausgeber Dr.JohannesLiebl Prof.Dr.ChristianBeidl Moosburg,Deutschland InstitutfürVerbrennungskraftmaschinen TechnischeUniversitätDarmstadt Darmstadt,Deutschland ISSN2198-7432 ISBN978-3-658-08860-6 ISBN978-3-658-08861-3(eBook) DOI10.1007/978-3-658-08861-3 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Natio- nalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. SpringerVieweg ©SpringerFachmedienWiesbaden2015 DasWerkeinschließlichallerseinerTeileisturheberrechtlichgeschützt.JedeVerwertung, dienichtausdrücklichvomUrheberrechtsgesetz zugelassenist,bedarfdervorherigenZu- stimmungdesVerlags.DasgiltinsbesonderefürVervielfältigungen,Bearbeitungen,Über- setzungen,MikroverfilmungenunddieEinspeicherungundVerarbeitunginelektronischen Systemen. DieWiedergabevonGebrauchsnamen,Handelsnamen,Warenbezeichnungenusw.indiesem Werkberechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zuder Annahme, dasssolche NamenimSinnederWarenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebungalsfreizubetrachten wärenunddahervonjedermannbenutztwerdendürften. DerVerlag,dieAutorenunddieHerausgebergehendavonaus,dassdieAngabenundInfor- mationenindiesemWerkzumZeitpunktderVeröffentlichungvollständigundkorrektsind. WederderVerlagnoch dieAutorenoderdieHerausgeber übernehmen, ausdrücklichoder implizit,GewährfürdenInhaltdesWerkes,etwaigeFehleroderÄußerungen. Einbandabbildung:©[M]Peugeot GedrucktaufsäurefreiemundchlorfreigebleichtemPapier. SpringerFachmedienWiesbadenGmbHistTeilderFachverlagsgruppe SpringerScience+BusinessMedia (www.springer.com) HERZLICH WILLKOMMEN Die zunehmend schärfer werdenden gesetzlichen Vorgaben und der Wertewandel unserer Gesellschaft erhöhen weiter den Druck auf die Automobilbranche. Da sich die Elektromobilität nur evolutionär entwickelt, behalten die Verbrennungsmotoren ihre dominierende Stellung als Antriebsquelle für Personenkraftwagen und Nutzfahrzeuge. Damit sind Verbrennungsmotoren weiterhin die Schrittmacher in eine Mobilität mit niedrigen CO- und Abgasemissionen. 2 Um die ambitionierten Umweltziele zu erreichen, müssen alle Komponenten, Systeme und Funktionen des Motors weiter optimiert und an die immer komplexeren Anforde- rungen im Gesamtsystem angepasst werden. Vor dem Hintergrund dieser Entwick- lungsaufgaben veranstalten ATZlive und das VDI Wissensforum gemeinsam zum zweiten Mal den Internationalen Motorenkongress. Die Vorträge der zweitägigen Veranstaltung bieten wieder „Verbrennungsmotor pur“ und gehen deshalb bei der Motormechanik und Ölversorgung, der Gemischbildung und Verbrennung sowie der motorinternen und -externen Emissionsreduzierung in die Tiefe. Um eine nachhaltige Reduzierung der Emissionen sicherzustellen, müssen die technischen Lösungen auch im Kundenbetrieb stabil sein und ihre Funktion überwacht werden. In einem speziell ausgerichteten Vortragszweig werden wir uns deshalb mit der On-Board-Diagnose (OBD) beschäftigen. Als weiterer Schwerpunkt findet erneut das Nfz-Motoren- Spezial statt. Um dieser Branche eine „Heimat“ zu geben, führen wir 2015 diesen Vortragsstrang als eigene Konferenz im Kongress durch. Zur Erweiterung des Blick- winkels beziehen wir außerdem die Weiterentwicklung der Kraftstoffe ein und bewer- ten Lösungsansätze aus der Motorenforschung. Wir freuen uns, Sie in Baden-Baden begrüßen zu dürfen und wünschen Ihnen interes- sante und anregende Tage auf unserem 2. Internationalen Motorenkongress 2015. Im Namen des Programmbeirats Dr. Johannes Liebl Wissenschaftlicher Leiter des Kongresses, Herausgeber ATZ | MTZ | ATZelektronik V INHALT TEIL I – PKW-MOTORENTECHNOLOGIE UND OBD PLENUM Ist ein „Zero Impact Emission Antrieb“ möglich? 5 Emotionen und Emissionen 7 SESSION PKW VERBRENNUNG OTTOMOTOR Einfluss der Motorintegration beim aufgeladenen Ottomotor – 25 Beurteilung der Auswirkung auf RDE-Anforderungen Application strategies for air path and injection in light 45 of EU6c requirements Anforderungen an den Mehrlochinjektor zur Erfüllung 63 zukünftiger Emissionsgrenzwerte beim direkteinspritzenden Ottomotor ÖLVERSORGUNG UND -VERBRAUCH Systematischer Vergleich von Ölpumpenkonzepten 81 an Verbrennungsmotoren – Simulation und Prüfstandsuntersuchungen Untersuchungen zur Rolle des Motoröls bei der Entstehung 119 von Vorentflammung Emissionsreduzierung im Spannungsfeld von Ölformulierung, 139 Applikation und Mechanikentwicklung Gradierte Freiformbearbeitung 151 von Zylinderbohrungen durch Formhonen – Antiverzugsbearbeitung von Zylinderlaufbahnen VII Inhalt MOTORSYSTEME Next steps in Bosch Diesel System Development 167 to improve performance, noise and fuel consumption Variables Zylinderkopf-Haubenmodul der nächsten Generation 181 – turbo by wire – electric assisted turbocharger 191 Cross-Charger® enables to realize the huge potential of downsizing engines EMISSIONSREDUZIERUNG Anforderungen und Lösungen für die Abgasnachbehandlung 215 von Diesel-Pkw im Hinblick auf WLTP und RDE Novel GPF Concepts with Integrated Catalyst 217 for Low Backpressure and Low CO Emissions 2 Lösungsansätze in der parametrischen Optimierung 233 der Akustik von Abgasanlagen 3D SIMULATION OF AN EGR COOLER 249 INCLUDING FOULING EFFECTS KRAFTSTOFFE Increasing efficiency in gasoline powertrains 263 with a Variable Compression Ratio (VCR) system Potential des synthetischen Kraftstoffs OME1 265 zur Emissionsreduzierung bei Dieselbrennverfahren Zukunftssicherung verbrennungsmotorischer Antriebe – 283 Die Rolle nachhaltig verfügbarer Kraftstoffe VIII Inhalt MOTORMECHANIK Einfluss der Motormechanik auf zukünftige 287 Abgasemissionsanforderungen Reibungsreduktion und Leichtbau – Effizienzsteigerung 303 am PKW-Grundmotor Friction Reduction and Lightweight Design – Efficiency Improvement at the Passenger Car Base Engine Statische und dynamische Zylinderabschaltung 331 an 4- und 3-Zylindermotoren Standardisierung der Anforderungen an Testmethoden 353 zur Absicherung der nachhaltigen Reduzierung der CO -Emissionen bei dem Einsatz von Turboladern 2 im PKW und NFZ FORSCHUNGSKONZEPTE Meeting the most stringent CO standards with opposed 367 2 piston engine HCCI-COMBUSTION IN THE Z ENGINE 389 Der Druckwellenlader: Mythos oder Möglichkeit 413 die CO -Emissionen stark zu reduzieren 2 VERBRENNUNG DIESELMOTOR Transiente NO-Reduktion durch Einlass-O -Regelung 429 x 2 Diesel-Abgasnachbehandlungskonzepte 443 für die Richtlinie LEVIII SULEV Investigation of the combustion of alternative diesel fuels 465 in an optical engine Energieeffiziente Emissionsminderung 467 bei größeren Dieselmotoren durch die Kraftstoff-Wasser-Emulsionstechnologie IX Inhalt SESSION OBD OBD FÜR PKW UND NFZ OBD in highly cross-linked vehicle-systems 473 Softwareentwicklung mittels Simulationsumgebung 475 Improved Fault Recognition for Model-Based 499 Diagnostic Systems On-Board-Diagnose von Drei-Wege-Katalysatoren 515 mit Hilfe von SVM im Schubbetrieb Ein skalierbares Adaptions- und Diagnosekonzept 529 zur Anwendung in Motorsteuergeräten Examples of the Work needed to meet 539 the Requirements of OBD II OBD für PKW und NKW – 551 Ein Ansatz für weltweite Anwendungen PLENUM Aktuelle und zukünftige Herausforderungen 567 in der Abgasnachbehandlung – Lösungen und Ansätze von Bosch Actual and Future Requirements of Exhaust Gas Treatment – Solutions and Approaches provided by Bosch Concerning Future Powertrain Trends and Industry-Academia 583 Cooperation in Japan X