Stationäre und dynamische Ölemission am Benzinmotor - Einfluss konstruktiver Maßnahmen an der Kolbenölringnut

Von:

Ioannis Papadopoulos

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit massenspektrometrischen Ölemissionsmessungen am Verbrennungsmotor bei stationärem und transientem Betrieb. Ziel der Arbeit ist die Durchführung einer Parameterstudie mit konstruktiven Maßnahmen an der Kolbenölringnut zur Erstellung eines Maßnahmenkatalogs zur Ölemissionsoptimierung, insbesondere zur gezielten Reduzierung des dynamischen Ölemissionsanteils. Anhand von Voruntersuchungen werden die Kolbenvarianten für die Parameterstudie konzeptionell festgelegt und ein Volumen unter der Ölringnut in Form eines J-förmigen Einstichs (JG = J-Groove), Ölrücklaufbohrungen (ÖRB) und Durchbrüche an der Ölringnutunterflanke (ÖRN = Ölrücklaufnuten) untersucht. Die zehn konzeptionell festgelegten Varianten werden an einem 1,6 Liter turboaufgeladenen Benzinmotor gemessen. Es folgt eine Auswertung der erzeugten Daten mit der eigens dafür entwickelten Auswertungssoftware FLOCMAT. Die Ergebnisse der Parameterstudie zeigen den Einfluss der verschiedenen konstruktiven Öldrainagemaßnahmen auf das stationäre und dynamische Ölemissionsverhalten auf. Durch die systematische Analyse und Aufbereitung der Ergebnisse kann der grundsätzliche Einfluss der J-Groove, der Ölrücklaufbohrungen und der Ölrücklaufnuten aufgezeigt werden. Dabei lässt sich durch die J-Groove die Ölzufuhr in Richtung Brennraum minimieren, während Ölrücklaufbohrungen und Ölrücklaufnuten eher die Ölabfuhr in Richtung Kurbelgehäuse positiv beeinflussen. Die untersuchten Varianten zeigen, dass durch eine geeignete Kombination von Maßnahmen eine vollständige Eliminierung des dynamischen Ölemissionsanteils möglich ist. Dabei kann gleichzeitig eine gezielte Optimierung des stationären Ölemissionsanteils erfolgen, ohne dass der Volumenstrom des Blow-by-Gases übermäßig ansteigt.