Continental reduziert Kraftstoffverdunstung noch weiter

• Continental präsentiert die Active Purge Pump (APP) als neue Lösung zur Einhaltung weltweit strengerer Emissionen durch Kohlenwasserstoffverdunstung
• Kernfunktion lässt sich durch Integration von Software ausbauen, um zusätzliche Aufgaben zu erfüllen, die heute entweder separate Systeme erfordern – oder gar nicht verfügbar sind
• Active Purge Pump ist eine modulare Lösung, die sich an Kundenanwendungen und Systeme anpassen lässt

Regensburg, 18. August 2017. Benzin ist nicht nur leicht brennbar, es verdampft auch schnell. Beim Einatmen stellen die Dämpfe – mit ihrem Benzolgehalt – eine Gesundheitsgefahr dar. In Kombination mit Sonnenlicht und anderen Abgasen können sie in Großstädten zudem Photosmog verursachen. Deshalb verfügen moderne Fahrzeuge über ein Rückhaltesystem für Kohlenwasserstoffemissionen (Hydrocarbon, HC). Ein Behälter mit Aktivkohlefüllung dient dazu, sämtliche Dämpfe aus dem Tank aufzunehmen. Natürlich muss dieser Behälter mit dem gesammelten HC in gewissen Abständen gespült werden. Die Spülluft mit dem HC strömt in den Ansaugtrakt und von dort aus in den Brennraum, wo die Kohlenwasserstoffe verbrennen. Dieses Verfahren hat die HC Verdunstungsemission stark reduziert. Allerdings drohen zwei Faktoren, diese Erfolgsgeschichte zu trüben: Erstens werden die gesetzlichen Grenzwerte für die HC-Verdunstung im Laufe der kommenden 4-5 Jahre weltweit noch deutlich strenger. Zweitens nutzt man aktuell den Unterdruck, der im Ansaugtrakt eines Ottomotors beim Teillastbetrieb durch die sogenannte Drosselung entsteht, um den Behälter zu spülen. In Fahrzeugen mit hoch effizientem Ottomotor ist jedoch immer weniger Vakuum verfügbar, weil das Drosselverfahren die Effizienz senkt und deshalb möglichst vermieden wird. In einem Mild-Hybrid mit Ottomotor läuft der Motor unter Umständen während bis zu 20 % der Fahrzeit nicht – also auch kein Vakuum.

Vereinfacht gesagt, beruht die Effizienz eines modernen “Benziners” teilweise darauf, den Motor möglichst nur im günstigsten Bereich seines Kennfeldes zu betreiben – oder auch gar nicht, wie etwa im Hybridfahrzeug. Vor allem eine Drosselung möchte man vermeiden, weil sie den thermodynamischen Wirkungsgrad verschlechtert. Das aber widerspräche sowohl dem Umweltschutzgedanken als auch wirtschaftlichen Erwägungen, die beide einmütig für einen geringeren Benzinverbrauch sprechen. “Der Wunsch nach einer höheren Motoreffizienz macht Vakuum allmählich zum knappen Gut im Benziner. Damit wird es immer schwieriger, den HC-Behälter zu spülen, weil die Randbedingungen das oft gar nicht mehr zulassen”, sagte Stefan Grüneis, Produktmanager für Continental Exhaust and Emissions Actuators.

Video: Active Purge Pump (APP)

Die Active Purge Pump (APP, Spülluftpumpe) arbeitet vom Vakuum unabhängig. Stattdessen saugt sie die HC-beladene Luft aktiv aus dem Behälter. Dazu dient eine sehr kompakte und leichte Radialpumpe, die von einem hoch effizienten bürstenlosen Gleichstrommotor angetrieben wird. “Der größte Vorteil der APP liegt darin, dass sie jederzeit nach Bedarf aktiviert werden kann”, sagte Grüneis. “Das macht die APP zur perfekten Ergänzung für Turboladermotoren, die häufiger bei höherer Last betrieben werden, für entdrosselte Motoren sowie für Antriebsstränge mit Start-Stopp-Betrieb und Hybridfahrzeuge mit langen Motor-Aus-Phasen.”

Dabei ist die aktive Spülung des Behälters nur die Kernaufgabe der neuen Lösung. Zusätzliche Softwaremodule sowie zusätzliche Hardware (wie Ventile) werden weitere Funktionen verfügbar machen. Dazu gehört eine hochgenau Leckerkennung und die Messung des HC-Gehaltes in der Spülluft. “Solche Zusatzfunktionen machen die Pumpe zum Kern eines Active Purge Systems (APS). Die Bestimmung des HC-Gehaltes in der Spülluft etwa ist erforderlich, um die Kraftstoffeinspritzung in der Teillast und im Leerlauf anzupassen”, erklärte Grüneis. Eine Tankleckerkennung wiederum ist heute nur als separates System erhältlich, das zusätzlich integriert werden muss. Dies in ein Active Purge System auf der Grundlage der APP zu integrieren, ist effizienter. Um den generellen Trend zu einem höheren Integrationsgrad zu unterstützen, lassen sich die gewünschten APP- und APS-Funktionsumfänge flexibel aus Hard- und Softwarebausteinen zusammen fügen.