Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Angesichts der Verknappung der fossilen Brennstoffe sowie zunehmender Forderungen nach Schadstoffreduktion und Klimaschutz treten ein sparsamer Verbrauch und geringe Emissionen auch bei Klein-motoren in den Vordergrund. Gemeint sind damit Anwendungen wie Mopeds und Motorr\u00e4der, aber auch Rasenm\u00e4her oder Motors\u00e4gen mit Ottomotoren. Im Gegensatz zu gr\u00f6\u00dferen Motoren k\u00f6nnen keine aufwendigen und kostenintensiven Techniken, wie z. B. Katalysatoren, zum Einsatz kommen, da dies von den Kunden nicht akzeptiert w\u00fcrde, denkt man beispielsweise an Massenm\u00e4rkte f\u00fcr Motorr\u00e4der in Asien. Dort ist das Motorrad das Hauptfortbewegungsmittel.
\nOttomotoren werden entweder mit Saugrohr-Vergasern oder mit Benzineinspritzern betrieben. F\u00fcr Motorr\u00e4der kostet ein normaler Vergaser zwischen 10-20 EUR, ein Einspritzer dagegen 100-150 EUR, weshalb letzterer nur f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Motorr\u00e4der eingesetzt wird. Die technisch aufwendigere Einspritzung tr\u00e4gt durch genaue Dosierung des Kraftstoffes zur Einsparung bei, w\u00e4hrend in konventionellen Vergasern, die starr auf einen Hauptlastfall eingestellt sind, Kraftstoff vergeudet wird. Jedoch werden die meisten kleineren Ottomotoren aus Kostengr\u00fcnden mit Vergasern ausger\u00fcstet.
\nDie Firma BING GmbH ist der gr\u00f6\u00dfte Vergaserhersteller in Deutschland. Zusammen mit dem Institut f\u00fcr Fahrzeugtechnik (IFZN) der Fachhochschule N\u00fcrnberg und der sachs engineering GmbH sollte ein elektronisch gesteuerter Vergaser entwickelt werden, der nur ca. 30% eines Einspritzsystems kostet. Durch die Steuerung sollten 10-15% Kraftstoff und Emissionen eingespart werden. Die Kombination dieser \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Vorteile bietet weltweit beste Vermarktungsaussichten, gerade angesichts tendenziell steigender \u00d6lpreise.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Vergaser sollte ein Magnetventil vorgesehen werden, wie es gem\u00e4\u00df dem Stand der Technik in einfacher Ausf\u00fchrung zur Verhinderung des Nachlaufens eines Motors oder zur Vermeidung von Fehlz\u00fcndungen nach dem Abstellen \u00fcblich ist. Neu ist, dass die \u00d6ffnung des Magnetventils mittels eines Aktuators und einer Nadel auch w\u00e4hrend des Betriebs gesteuert wird. Die Steuerung des Vergasers sollte mit Hilfe von Signalen aus der Z\u00fcndelektronik erfolgen.
\nDie Kooperation lief in der Weise ab, dass die BING GmbH die Vergasertechnologie entwickelte, die sachs engineering GmbH die Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnisse bei der gesteuerten Gemischaufbereitung und weitere Vergaserdetails simulierte und das IFZN Pr\u00fcfstandsversuche durchf\u00fchrte und die wissenschaftliche Beratung bei der Abstimmung des Vergasers \u00fcbernahm.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Ergebnis ist ein elektronisch gesteuerter Vergaser mit der Bezeichnung EFC System (Electronic Fuel Control) entstanden, der durch die Steuerung des Luft-Kraftstoff Gemisches eine deutliche Reduzierung von CO und HC erzielt, wenngleich die NOx-Emissionen durch die h\u00f6here Verbrennungstemperatur ansteigen. Im Vergleich mit dem Originalvergaser eines Kleinmotorrads verringert der elektronisch gesteuerte BING-Vergaser beispielhaft an einem Punkt maximaler Leistung bei einer Motordrehzahl von 5000 U\/min den spezifischen Kraftstoffverbrauch um 15,9 %. <\/p>\n
Durch die Umsetzung der Ergebnisse in die Serienproduktion erwartet BING, dass mittelfristig ca. eine Million gesteuerte Vergaser verkauft werden k\u00f6nnen. Damit k\u00f6nnten innerhalb von drei bis vier Jahren ca. 109 Mio. Liter Benzin eingespart werden, entsprechend einer Verminderung des CO2-Aussto\u00dfes um ca. 270.000 Tonnen.<\/p>\n
Im Vorhaben kam es durch die f\u00fcr die Steuerung ben\u00f6tigten zus\u00e4tzlichen mechanischen Komponenten zu Schwingungsproblemen, deren Beherrschung einigen Aufwand verursachte. Zur Erzielung der Se-rienreife des gesteuerten Vergasers m\u00fcssen noch wirksame Ma\u00dfnahmen zur Unterdr\u00fcckung von Schwingungsneigungen getroffen werden.<\/p>\n
In den Versuchen kam ein Klappenvergaser f\u00fcr die elektronische Steuerung zum Einsatz. Urspr\u00fcnglich war der Klappenvergaser f\u00fcr den Station\u00e4rbetrieb geplant, z. B. von Rasenm\u00e4hern. Im Vorhaben wurde er aber aus Gr\u00fcnden des einfacheren Aufbaus auch mit dem originalen Schiebervergaser eines Kleinmotorrads verglichen. F\u00fcr den praktischen Einsatz in Motorr\u00e4dern ist jedoch geplant, mit der Steuerung auf Schiebervergaser \u00fcberzugehen, die beim Beschleunigen bessere Ergebnisse erzielen. Der gesteuerte Vergaser ist daf\u00fcr noch umzubauen.<\/p>\n
Der neue Vergaser besitzt gegen\u00fcber konventionellen Saugrohr-Vergasern von Viertakt-Kleinmotoren deutlich bessere Verbrauchs- und Emissionswerte, wenngleich er die Werte von Einspritzern nicht ganz erreichen d\u00fcrfte. Allerdings besitzt der gesteuerte Vergaser gegen\u00fcber einem Einspritzer wesentliche Kostenvorteile.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Vorhabensergebnisse sollen f\u00fcr zwei Anwendungsgebiete auf den Markt gebracht werden:
\n1.\tKleinere Motorr\u00e4der und Motorroller mit 125 bis 200 ccm Hubraum (EFC-Modul als Schieberverga-ser)
\n2.\tStation\u00e4r betriebene Motoren, wie Rasenm\u00e4her, Motors\u00e4gen, Laubblaseger\u00e4te, H\u00e4cksler oder Rasentrimmer (EFC-Modul als Klappenvergaser)<\/p>\n
Zu Firmen aus diesen Gebieten bestehen gute Kontakte, so dass die Firma BING nach dem kompletten Abschluss der Entwicklungsarbeiten aufgrund des Einsparpotenzials von Kraftstoff und Emissionen sofort ins Gesch\u00e4ft kommen kann. Einige der Kunden wurden bereits von den Ergebnissen unterrichtet und zeigten gro\u00dfes Interesse. Weitere Interessenten sollen durch Fachver\u00f6ffentlichungen in der Motortechnischen Zeitschrift MTZ oder auf der SAE-Konferenz (Society of Automotive Engineers) angesprochen werden. Der gesteuerte Vergaser soll als EFC-Modul in etwa einem Jahr auf den Markt gebracht wer-den.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit dem Vorhaben wurde das Prinzip der Steuerbarkeit der Gemischzufuhr f\u00fcr Viertakt-Kleinmotoren mit einer getakteten D\u00fcse auf Basis von Signalen aus der Z\u00fcndelektronik nachgewiesen, so dass auch ohne Verwendung einer Lambda-Sonde ein Motorbetrieb mit ? ? 1 f\u00fcr ann\u00e4hernd alle Lastf\u00e4lle eingestellt werden kann. Es ist ein effizienter Kompromiss zwischen Saugrohr-Vergaser und Einspritzer entstanden, der in puncto Kraftstoffverbrauch und Emissionen bessere Werte erzielt als der Saugrohr-Vergaser, aber kosteng\u00fcnstiger angeboten werden kann als der technisch aufwendigere Einspritzer. Mit dem neuen System werden f\u00fcr kleine Viertakt-Motoren auch in Zukunft versch\u00e4rfte Abgasnormen eingehalten wer-den k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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