Einsatz der homogenen Kompressionszündung bei Nutzfahrzeug-Dieselmotoren
Dieses Verfahren, das als homogene Kompressionszündung (HCCI, Homogeneous Charge Compression Ignition) bezeichnet wird, umfasst den Prozess der herkömmlichen Fremdzündung in Kombination mit der Kompressionszündung, wie sie in Dieselmotoren angewendet wird. Die Kombination dieser beiden Zündsysteme ermöglicht einen Wirkungsgrad ähnlich dem eines Dieselmotors ohne die Emission von Stickoxiden (NOx) und ohne die Emission von Partikeln. Dieses Verfahren kann mit wenigen Worten erklärt werden: Der Kraftstoff wird im Verbrennungsraum mit Luft vermischt, wobei ein Gemisch mit geringem Kraftstoffanteil erzeugt wird. Wenn der Motorkolben den höchsten Punkt des Verdichtungstakts erreicht, kommt es zur Zündung des Luft-Kraftstoffgemisches. Dies wird durch die Verdichtungswärme, wie sie auch in einem Dieselmotor auftritt, erreicht, und erfordert keine Fremdzündung durch eine Zündkerze. Als Resultat werden ein geringer Kraftstoffverbrauch und niedrige Emissionswerte erreicht. Die Wissenschaftler des HY-SPACE-Projekts wendeten die Technik der homogenen Kompressionszündung auf einen Mehrzylinderdieselmotor an. Zu Testzwecken wurde der Motor, der ursprünglich mit einem Pumpe-Düse-Einspritzsystem ausgerüstet war, mit einem Common-Rail-System versehen. Dies ermöglichte die Realisierung von sehr hohen Abgasrückführraten. Mit diesem Motor konnte ein höherer mittlerer induzierter Druck von bis zu 10bar erreicht werden. Steigt der Druck über diesen Wert, kommt es jedoch zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und zu höheren Emissionswerten. Dies bedeutet, dass die Anwendung der homogenen Kompressionszündung nur möglich ist, wenn beide Zündmechanismen zum Einsatz kommen. Bei niedriger Last sollte daher eine homogene Verbrennung erfolgen, bei Teil- oder Volllast dagegen sollte die herkömmliche heterogene Verbrennung Anwendung finden. Unter diesen Umständen ist eine kostspielige Abgasnachbehandlung weiterhin erforderlich, die zu einem deutlichen Anstieg der Herstellungskosten für einen Motor führt.
