Neues Steuerungssystem
Ionenstrom optimiert Motoren

Die Zündung ist das Herz des Motors. Seit langem arbeiten Motorenexperten daran, das komplizierte System aus Zündkerze, Zündspule, Batterie und Steuergerät zu verbessern, um das verdichtete Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern im optimalen Moment zu entzünden. Mit der Erfindung einer neuen Mess- und Steuertechnik ist jetzt ein technologischer Durchbruch gelungen.

BERLIN. Wie das Fachblatt Automobil-Elektronik in seiner neuesten Ausgabe berichtet, verspricht die innovative Technik eine Diagnose der Brennvorgänge im Zylinder und damit einen geringeren Kraftstoffverbrauch und niedrige Emissionen.

Wie bei vielen Erfindungen typisch, führte auch in diesem Fall der sprichwörtliche Blick über den Tellerrand zum Erfolg: Die Innovation geht auf eine Entwicklung von Stiebel Eltron zurück, einem Hersteller der Elektro- und Haustechnik-Branche. Zur Überwachung der Verbrennung in Gasheizanlagen nutzt Stiebel Eltron seit Jahren die Übertragung von Ionenströmen. Aus deren Signalen ermitteln die Heiztechnikspezialisten die Gasqualität und stellen bei einem Wechsel der Gasart – zum Beispiel von russischem auf Nordseegas – das Verhältnis von Brennstoff und Luft neu ein. „Diese Technik inspirierte uns dazu, die Einsatzmöglichkeiten bei einem Verbrennungsmotor zu untersuchen“, sagt der zuständige Projektleiter bei Stiebel Eltron Lutz Grünig.

Die Ionenstrom-Technik selbst ist keine neue Idee. Bei der Analyse der Verbrennungsvorgänge in Ottomotoren wird sie bereits eingesetzt, zum Beispiel bei den Sensor-Zündkerzen des Herstellers NGK im neuen BMW M5. Diese erkennen mit Hilfe eines Ionenstromes, der über die Elektroden der Zündkerze fließt, den Zustand der Verbrennung. Eine separate Kontroll-Einheit analysiert die gemessenen Ergebnisse und korrigiert ein eventuelles Klopfen im Zylinder. Nachteil dieses Systems: Motorenexperten halten es für aufwendig und zu teuer.

Auch beim System von Stiebel Eltron fließt ein Ionenstrom über die Elektroden der Zündkerze. Hier müssen aber keine speziellen Kerzen verwendet werden, sondern es geht auch mit herkömmlichen. Der wesentliche Unterschied zum NGK-System aber ist die Messung der Signale. Sie erfolge, so Grünig, an der Hochspannungsseite der Zündspule vorbei. „Wir können so nicht nur erkennen, was im Brennraum passiert“, sagt der Projektleiter, „sondern auch die Brenndauer des Zündfunkens aktiv variieren.“ Entscheidend dafür sei die hohe Qualität der Signale, die direkt an der Zündkerze gemessen werden. Ein weiterer Vorteil: Mit dieser Technik sei es möglich, präzise Signale aus dem Brennraum sofort nach der ersten Zündung des Brennstoffes zu erhalten, was insbesondere für die Kaltstartphase eines Motors von großer Bedeutung sei.

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