Schichtladungsbetrieb

Allgemein

Der Schichtladungsbetrieb ist eine Gemischeinspritzart, die bei Ottomotoren zum Einsatz kommen. Das zündfähige Gemisch wird in den Bereich der Zündkerze gespritzt, im restlichen Zylinder ist Sauerstoffüberschuss.

Funktion

Bei dem Schichtladungsbetrieb werden die Frischgase direkt in den Zylinder gespritzt. Dies ist das gleiche Verfahren, wie bei einem modernen Diesel. Dieses Verfahren nennt man Direkteinspritzung. Um die Zündkerze herum ist ein zündfähiges Gemisch, im restlichen Zylinder ein sehr mageres (Luftüberschuss,Lambda 1,6-3)

Das Gemisch an der Kerze wird gezündet, das magere Gemisch wird dadurch auch entzündet und verbrennt mit einem hohen NO_x Anteil.

Es wird eine weitere Klappe benötigt, um den Frischgasen den Drall zu geben. Die sogenannte Drallklappe oder auch Saugrohrklappe ist beim Schichtladebetrieb komplett geschlossen und teilt so das Saugrohr ca. um die Hälfte seines Durchmessers. Die Drosselklappe ist komplett geöffnet. Wie schnell gefahren wird bzw. die unterschiedlichen Lastzustände werden nur mit der Menge des eingespritzten Kraftstoffes verändert, bis homogen eingespritzt wird. Bei der homogenen Einspritzung regelt dann die Luftmasse die Lastzustände. Dies wird über den Öffnungswinkel der Drosselklappe realisiert.

Umsetzungsarten

Um ein zündfähiges Gemisch an die Zündkerze zu transportieren, gibt es unterschiedliche Methoden: Eine Möglichkeit ist es den Kolbenboden so zu formen das dieser das Gemisch an die Zündkerze schleudert. Dieses Verfahren nennt man Luft-wandgesteuertes Verfahren. Eine weitere Möglichkeit ist, die Frischgase beim Ansaugen so zu verwirbeln, dass sie selbst zur Zündkerze gelangen. Diese Möglichkeit nennt man Luftgeführtes Brennverfahren. Für das Luftgeführte Brennverfahren werden nach dem Saugrohr Drallklappen verbaut, die dem Gas je nach Lastzustand den richtigen Drall geben.

Der Vergleich Schichtladung und Homogen Quelle: http://www.online-tatter.de/bde.htm.

Vor- und Nachteile

Bei dem Schichtladungsbetrieb werden die Frischgase direkt in den Zylinder gespritzt und das Gemisch hat nur um die Zündkerze herum ein zündfähiges Gemisch von Lambda 1. Der Vorteil dieses Systems ist das im Teillastbetrieb durch ein mageres Gemisch Kraftstoff gespart wird. Bei Leerlauf und Volllast wird wie herkömmlich homogen eingespritzt.Bei der homogene Einspritzung spricht man, wenn im kompletten Brennraum ein Luft-Kraftstoffgemisch von Lambda 1 vorliegt. Bei Schichtladebetrieb liegt ein Lambdawert von 1,6 bis 3 vor. Durch den hohen Sauerstoffanteil in den Frischgasen entsteht beim Verbrennen ein hoher NO_x Anteil im Abgas. Dieser Schadstoff muss mit hohem technischen Aufwand aus dem Abgas herrausgefiltert werden.

Blick in die Zukunft

Das Problem bei diesem Gemischverhältnis ist, dass der NO_x Anteil im Abgas drastisch steigt. Dieses Abgas muss mit aufwendiger Technik gereinigt werden. Durch diesen Nachteil hat der Volkswagenkonzern von diesem Prinzip Abstand genommen und spritzt nun homogen ein.

Fragenkatalog

1. Wie werden bei dem Schichtladungsbetrieb unterschiedliche Lastzustände hervorgerufen?
   
2. Was ist der große Nachteil des Schichtladungsprinzips, welches dazu führte dass der Volkswagenkonzern hiervon Abstand genommen hat ?
   
3. Mit welchen Lambdawerten wird bei Schichtladung gefahren?
   

Antworten findet man hier: Schichtladebetrieb:_Antworten

Links

1. [1] <-- Allgemein über Schichtladung (FSI)
2. [2] <-- Allgemein über Schichtladung (FSI)
3. [3] <-- Berechnung des NOx Anteils im Abgas bei Schichtladung

Weblinks

• Schichtladungsbetrieb als Google-Suchbegriff
• Schichtladungsbetrieb in der Wikipedia
• Schichtladungsbetrieb hier in bs-wiki.de mit Google
• Schichtladungsbetrieb als Youtube-Video

--Soundstream 13:37, 15. Mai 2008 (CEST)