Benzin-Direkteinspritzung Die Schlüsseltechnologie für mehr Effizienz und Dynamik. sauber & sparsam

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1 Benzin-Direkteinspritzung Die Schlüsseltechnologie für mehr Effizienz und Dynamik sauber & sparsam

2 Benzin-Direkteinspritzung: Mit Hochdruck Verbrauch und Emissionen senken Mit Systeminnovationen der Benzin-Direkteinspritzung den Weg bereiten Benzin-Direkteinspritzung Controlled Valve Operation Weltweit wächst der Mobilitätsbedarf weiter an und damit auch der globale Kraftfahrzeugmarkt. Die gleichzeitig zunehmenden gesetzlichen Verbrauchsanforderungen und immer strengeren Emissions gesetzgebungen führen zu überproportionalen Zuwächsen bei Fahrzeugen mit Benzin-Direkteinspritzung brachte Bosch die Benzin-Direkteinspritzung auf den Markt und gilt seither als deren Wegbereiter. Heute bieten wir sowohl Technik für die Kraftstoffversorgung, Kraftstoffeinspritzung, Luftsteuerung, Zündung, Motorsteuerung und Abgasnachbehandlung, als auch integrierte Komplett lösungen für dieses Antriebssystem. Im Jahr 2020 wird voraussichtlich ein Viertel aller Fahrzeuge mit dieser Technologie ausgestattet sein, die in Verbindung mit Downsizing und Turboaufladung das Erreichen der Einsparziele unterstützt. Mit Systeminnovationen wie Controlled Valve Operation unterstreichen wir unsere Position als Innovations treiber der Branche. Ideal für Downsizing-Konzepte mit Turboaufladung Bei der Benzin-Direkteinspritzung wird der Kraftstoff unter Hochdruck direkt in den Brennraum eingespritzt. Dies gewährleistet einerseits effektive Verbrauchsund Emissionsreduktionen, andererseits ein deutliches Plus an Fahrdynamik. Verbunden mit innovativen Downsizingkonzepten und Turbobaufladung sind so Einsparungen bei Kraftstoffverbrauch und CO₂-Ausstoß von rund 15 Prozent realisierbar. Das Hochdruckeinspritzsystem eignet sich insbesondere bei Motoren mit einer spezifischen Leistung von 60 bis 100 kw/liter sowie Downsizing raten von zukünftig bis zu 45 Prozent. Beim so genannten extreme Downsizing mit Hubraumreduzierungen bis zu 50 Prozent sind für ein bestmögliches Fahrerlebnis Kombinationen aus weiteren Maßnahmen sinnvoll, wie beispielsweise Getriebemodifikationen oder eine Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Kein Turboloch, mehr Dynamik: Scavenging Turbolader erreichen ihren Regelladedruck erst ab einer bestimmten Drehzahl. Bei zu geringer Drehzahl ist der Abgasstrom innerhalb der Turbine schwach, und der Verdichter kann die Luft nicht ausreichend komprimieren. Die Folge ist das so genannte Turboloch. Der Systemansatz Scavenging von Bosch beseitigt dieses Turboloch, indem die Ein- und Auslassventile einen Moment lang gleichzeitig geöffnet sind. Zwischen Ansaug- und Abgasseite des Motors bildet sich ein dynamisches Druckgefälle, im Brennraum erhöht sich die Frischluftzufuhr. Damit entstehen bis zu 50 Prozent mehr Drehmoment bei geringen Drehzahlen. Scavenging verbindet die Synergien aus Benzin-Direkteinspritzung, variabler Nockenwellenverstellung und Turboaufladung und bietet ein verbessertes Ansprechverhalten, das dem eines hubraumstarken Motors gleicht. Von optimierter Einspritzung bis zur zentralen Steuerung Bei der Benzin-Direkteinspritzung wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum gebildet. Während die Hochdruckpumpe den Kraftstoffdruck im Kraftstoffzuteiler auf das erforderliche Niveau von rund 200 bar bringt, strömt durch das offene Einlassventil Frischluft in den Ansaugkanal und schließlich in den Brennraum. Die direkt am Zuteiler verbauten Hochdruckeinspritzventile dosieren und zerstäuben den Kraftstoff innerhalb kürzester Zeit und sorgen so für eine bestmögliche Gemischaufbereitung. Innovative, lasergebohrte Spritzlöcher erlauben dabei maximale Flexibilität bei der Sprayauslegung und minimieren die Wandbenetzung im Brennraum. Die Motronic von Bosch ist ein elektronisches Steuergerät, das alle Anforderungen an den Motor bündelt, priorisiert, verarbeitet und in Steuerbefehle umsetzt. Als zentrales Kriterium für die Umsetzung dient das Drehmoment. Um dieses sauber und sparsam bereitzustellen, regelt die Motronic das Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechend. Zumesstoleranzen reduzieren: Controlled Valve Operation (CVO) Künftige Brennverfahren operieren mit hohen Drücken auch bei kleinen Lasten sowie Mehrfacheinspritzungen zur Penetrationssteuerung. Typischerweise führt dies zu sehr kurzen Einspritzzeiten und erhöhten Zumesstoleranzen. Durch die Systeminnovation CVO von Bosch können diese Toleranzen deutlich gesenkt werden und sind so für eine Serien- Applikation einsetzbar. Bei dieser mechatronischen Lösung werden die direkt am Motor verbauten Hochdruckeinspritzventile individuell angesteuert. Diese Offenzeitlegung reduziert die Zumesstoleranzen bei der Einspritzung über die gesamte Lebensdauer des Ventils.

3 Automobile Kompetenz aus einer Hand: Bosch, Ihr Partner für Benzin-Direkteinspritzung Further Weitere information Informationen can be unter found at Umfassendes Leistungsangebot und Know-how In der Zusammenarbeit mit Fahrzeugherstellern bringt Bosch sowohl ein umfangreiches Technik- Angebot als auch langjährige Erfahrung und breite Expertise mit ein. Mit über 50 Millionen Hochdruckpumpen sowie mehr als 10 Millionen Einspritzventilen, die wir in unserem weltweiten Fertigungsverbund herstellten, feierten wir bereits zwei eindrucksvolle Produktionsjubiläen. System- und Vernetzungskompetenz Als Systemanbieter kennen wir die technischen Anforderungen an die verschiedenen Komponenten und beherrschen die komplexen Zusammenhänge und Abhängigkeiten im Gesamtsystem des Fahrzeugs. Wir applizieren und integrieren Antriebstechnik exakt nach den Systemanforderungen unserer Kunden und unterstützen diese, ihren Entwicklungsaufwand zu senken, schneller die Serienreife zu erreichen und damit Kosten zu reduzieren. Innovationstreiber und Technologieführer Wir entwickeln die Benzin-Direkteinspritzung kontinuierlich weiter und setzen technische Neuerungen großserientauglich um. Unsere Innovationen Controlled Valve Operation zur Verringerung von Zumesstoleranzen sowie Hochdruckeinspritzventile mit lasergebohrten Spritzlöchern ermöglichen weitere Einsparpotenziale hinsichtlich Verbrauch und CO₂-Ausstoß bei gleichzeitiger Leistungsoptimierung des Motors. Garant für Qualität und Zuverlässigkeit Die auf eine Laufleistung von rund Kilometern ausgelegte Bosch-Technik überzeugt neben ihrer hohen Zuverlässigkeit und Qualität auch im Detail. Beispielsweise hilft die kompakte und leichte Hochdruckpumpe HDP5, Bauraum und Gewicht einzusparen. Wie alle Produkte für die Benzin-Direkteinspritzung, ist die Pumpe aus Edelstahl gefertigt und bietet somit weltweit eine hohe Kraftstoffverträglichkeit. Weltweite Präsenz Einzigartig in der Automobilzuliefererindustrie ist unsere weltweite Präsenz mit Fertigungssowie Forschungs- und Entwicklungsexperten für die Benzin-Direkteinspritzung. Wir sind überall in der Nähe unserer Kunden und kennen deren spezifische Bedürfnisse sowie die regionalen Anforderungen der unterschiedlichen Märkte. Partner der Automobilhersteller Verlässlichkeit und langfristige Partnerschaften sind Grundpfeiler unserer Arbeit. Wir begleiten den kompletten Lebenszyklus der Fahrzeuge und stehen unseren Kunden von der Entwicklung über die Serienreife bis zu Wartung und Ersatzteilversorgung durchgängig zur Seite.

4 Magnet-Hochdruck-Einspritzventil HDEV5 Hochdruck-Einspritzventil HDEV5 Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung bilden das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum. Durch das offene Einlassventil strömt im Ansaugkanal nur noch Frischluft. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum mit Hochdruck-Einspritzventilen verbessert die Brennraumkühlung. Dies ermöglicht eine höhere Verdichtung und damit verbunden eine Verbrauchsreduzierung und Drehmomentsteigerung durch einen erhöhten Wirkungsgrad. Serienerfahrung: hohe Zahl von Kundenapplikationen weltweit, für alle gängigen Kraftstoffarten Individuelle Sprays durch lasergebohrte Spritz löcher zur optimalen Sprayaufbereitung Lokale Belieferung unserer Kunden im internationalen Fertigungsverbund Durchfluss und Spraywinkel sind unabhängige Parameter Hohe Verkokungs-Robustheit Hohe Verdampfungsqualität Hohe Spraystabilität und Genauigkeit, geringer Einfluss von Gegendruck und Luftbewegung auf die Sprayausbreitung Verbesserte Gemischaufbereitung durch optimale Interaktion Kraftstoff/Luft Großer Zumessbereich mit Systemdruckanpassung Bei der Benzin-Direkteinspritzung wird der Hochdruckkreis über die Hochdruckpumpe gespeist. Die am Kraftstoffzuteiler angebauten Hochdruck- Einspritzventile dosieren und zerstäuben in sehr kurzer Zeit mit hohem Druck den Kraftstoff für eine bestmögliche Gemischaufbereitung direkt im Brennraum. Immer strengere Abgasgesetze und Verbrauchsforderungen einerseits, aber auch der Wunsch nach mehr Fahrspaß bei gleichzeitig geringen Kosten erfordern bei den motorischen Komponenten innovative Konzepte. Das Hochdruck-Einspritzventil (HDEV5) nimmt dabei eine zentrale Rolle ein. Das HDEV5 dosiert den Kraftstoff und zerstäubt ihn gleichmäßig im gesamten Brennraum, um eine gute Durchmischung von Kraftstoff und Luft zu erzielen (homogene Verteilung).

5 Magnet-Hochdruck-Einspritzventil HDEV5 Hauptabmessungen ø 7,5 ø 20,7 35,55 51,45 ø 10,6 Innenöffnendes Magnetventil Mehrlochventil (MLV) mit hoher Variabilität bezüglich Strahlwinkel und Strahlform Für variablen Systemdruck bis zu 20 MPa Nenndruck Geeignet für eine hochintegrierte Endstufe (65 V Boosterspannung) Einfache Montage und Ausrichtung für zentralen oder seitlichen Einbau am Zylinderkopf Option: variable Länge (für unterschiedliche Einbauanforderungen) Beispiel: Spray mit lasergebohrten Spraylöchern Einsatzbereich Durch die Flexibilität sowohl bezüglich Sprayform als auch bezüglich Durchfluss bedient das HDEV5 eine breite Motorenpalette. Ob im Dreizylinder mit 1 l Hubraum oder im V8 mit Turboaufladung das HDEV5 kommt heute sowohl für Verbrauchskonzepte (z. B. durch Downsizing) als auch zur Steigerung des Fahrspaßes (z. B. in Verbindung mit Aufladung) weltweit zum Einsatz. Dabei unterstützt das HDEV5 die unterschiedlichsten motorischen Betriebspunkte vom Hochdruckstart mit Kat-Heizen und Mehrfacheinspritzung bis hin zur homogenen Volllast. Hochdruck-Einspritzventil HDEV5 Lange Version Systemdruck Durchflussrate Dichtheit Kraftstoffe 20 MPa Tröpfchengröße SMD (Sauter Mean Diameter) 15 µm Sprayform Injektor-Einbaulage 22,5 cm 3 /s bei 10 MPa < 2,5 mm 3 /min bei 10 MPa Gängige Qualitäten weltweit Anzahl und Position der Spritzlöcher variabel Zentral oder seitlich Gedruckt in P147-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

6 Hochdruckpumpe HDP5 Hochdruckpumpe HDP5 Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung bilden das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum. Durch das offene Einlassventil strömt im Ansaugkanal nur noch Frischluft. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum mit Hochdruck-Einspritzventilen verbessert die Brennraumkühlung. Dies ermöglicht eine höhere Verdichtung und damit verbunden eine Verbrauchsreduzierung und Drehmomentsteigerung durch einen erhöhten Wirkungsgrad. Serienerfahrung: hohe Zahl von Kunden - applika tionen weltweit, für alle gängigen Kraftstoffarten Best in Class bezüglich der möglichen Designvarianten Lokale Belieferung unserer Kunden im internationalen Fertigungsverbund Minimierter Kraftstoffverbrauch durch Mengenregelung ZEVAP-tauglich (Zero Evaporation) Geringes Gewicht (780 g) Einfache Anpassung an den Motorraum HDP5 evo Signifikante Geräuschverbesserung Höhere Durchflussrate Bei der Benzin-Direkteinspritzung wird der Hochdruckkreis über die Hochdruckpumpe gespeist. Die am Kraftstoffzuteiler angebauten Hochdruck- Einspritzventile dosieren und zerstäuben in sehr kurzer Zeit mit hohem Druck den Kraftstoff für eine bestmögliche Gemischaufbereitung direkt im Brennraum. Die Hochdruckpumpe verdichtet den von der Elektro- Kraftstoffpumpe gelieferten Kraftstoff auf den Druck von bis zu 20 MPa (200 bar), der für die Hochdruckeinspritzung erforderlich ist. Intelligentes Design, minimierter Materialeinsatz sowie der Einsatz anspruchsvoller Fertigungstechniken zeichnen diese Edelstahl-/Schweiß-Konstruktion aus.

7 Hochdruckpumpe HDP5 Aufbau Mengengeregelte Einzylinder-Steckpumpe Hoher Durchfluss bei hohen Geschwindigkeiten Flexibles Integrationskonzept, hydraulisch/ elektrisch HDP5 HDP5 evo Max. Systemdruck 20 MPa 20 MPa Max. Fördermenge 1,12 cm 3 /U NW 1,2 cm 3 /U NW Min. volumetrischer Wirkungsgrad 85 % 90 % Max. Hübe min min -1 (3-fach-Nocken) Druckbegrenzungsventil Integriert Integriert Gewicht 780 g 780 g Gedruckt in P145-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

8 Piezo-Hochdruck-Einspritzventil HDEV4 Hochdruck-Einspritzventil HDEV4 Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung bilden das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum. Durch das offene Einlassventil strömt im Ansaugkanal nur noch Frischluft. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum mit Hochdruck-Einspritzventilen verbessert die Brennraumkühlung. Dies ermöglicht eine höhere Verdichtung und damit verbunden eine Verbrauchsreduzierung und Drehmomentsteigerung durch einen erhöhten Wirkungsgrad. Perfekt für strahlgeführte Brennverfahren einschließlich Konzepten mit Schichtbetrieb, Turboaufladung sowie Euro 6 und SULEV Verbesserte Kaltstartfähigkeit Optimales dynamisches Ansprechverhalten Hohe Verkokungs-Robustheit Hohe Verdampfungsqualität Sehr großer Zumessbereich und -genauigkeit Bei der Benzin-Direkteinspritzung wird der Hochdruckkreis über die Hochdruckpumpe gespeist. Die am Kraftstoffzuteiler angebauten Hochdruck- Einspritzventile dosieren und zerstäuben in sehr kurzer Zeit mit hohem Druck den Kraftstoff für eine bestmögliche Gemischaufbereitung direkt im Brennraum. Immer strengere Abgasgesetze und Verbrauchsfor derungen einerseits, aber auch der Wunsch nach mehr Fahrspaß bei gleichzeitig geringen Kosten verlangen bei den motorischen Komponenten innovative Konzepte. Das Hochdruck-Einspritzventil (HDEV4) nimmt dabei eine zentrale Rolle ein. Das HDEV4 dosiert den Kraftstoff und zerstäubt ihn, um eine gezielte Durchmischung von Kraftstoff und Luft in einem bestimmten räumlichen Bereich des Brennraums zu erzielen. Abhängig vom gewünschten Betriebszustand wird der Kraftstoff im Bereich um die Zündkerze konzentriert (geschichtet).

9 Piezo-Hochdruck-Einspritzventil HDEV4 Hauptabmessungen ø 7,67 ø 20,1 ø 6,1 16,65 27,6 163 Hohlkegelspray einer außenöffnenden Düse ø 14,75 Außenöffnendes Piezoventil mit direkt betätigter Nadel Symmetrisches Hohlkegelspray für zentrale Einbaulage Für variablen Systemdruck bis zu 20 MPa Nenndruck Präzise Ansteuerung mit variablem Nadelhub durch ladungsgeregelte Endstufe für Piezo-Aktor Hydraulisches Ausgleichselement (Koppler) zur Kompensation der unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten metallischer und keramischer Bauteile Hohe Verdampfungsrate Geringe Penetration Großer Zumessbereich Einsatzbereich Durch seinen großen Zumessbereich bedient das HDEV4 eine breite Motorenpalette. Mit dem HDEV4 können alle heutzutage denkbaren Betriebsarten umgesetzt werden, einschließlich Konzepten mit Schichtbetrieb und Turboaufladung sowie Konzepte für Euro 6 und SULEV. Nadelbetätigung Direkt Spraywinkel 85 ± 5 Schuss-zu-Schuss- Streuung ± 1 Gegendruckabhängigkeit < 4 % Robustheit gegen Verkokung < 3 Tröpfchengröße SMD (Sauter Mean Diameter) µm Penetration Systemdruck < 30 mm 20 MPa Nadelhub 35 µm Dyn. Durchfluss q dyn 34,5 t i = 1 ms Teilhubfähigkeit µm Einspritzzeit µs Mehrfacheinspritzung Pausenzeiten 50 µs Zumessbereich 5 Einspritzungen/Zyklus 0,5 150 mg/einspritzung Mit seinen engen Strahltoleranzen und dem großen Zumessbereich wurde das HDEV4 speziell für das strahlgeführte Schichtbrennverfahren entwickelt. Es verbessert die Kaltstartfähigkeit des Motors und bietet ein optimales dynamisches Ansprechverhalten. Gedruckt in P149-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

10 Hochdrucksensor Hochdrucksensor Das Luft-Kraftstoff-Gemisch für Verbrennungsmotoren muss einerseits auf maximale Motorleistung ausgelegt sein, andererseits muss seine Zusammensetzung eine optimale Abgasreinigung unterstützen. Um dies zu erreichen, wird die eingespritzte Kraftstoffmasse präzise auf die angesaugte Luftmasse abgestimmt. Bosch-Systemkompetenz für Kraftstoffeinspritzung und Motormanagement Hohe Messgenauigkeit und ssicherheit Medienresistent, hermetische Dichte zu Messmedien Unterschiedliche Stecker, hydraulische Anschlüsse und Einbaupositionen möglich Geringe Signalanfälligkeit bei unterschiedlichen Anzugsdrehmomenten Fehlerdiagnose durch Überprüfung Signalbereich Kompaktes Design, geringe Bauhöhe Der Hochdrucksensor überwacht den Kraftstoffdruck im Kraftstoffzuteiler von Motoren mit Direkteinspritzung. Diese Information benötigt das Motorsteuergerät, um die eingespritzte Kraftstoffmasse exakt dosieren zu können. Die Sensorvariante für CNG misst den Druck im Druckregelmodul. Der Sensor hat eine Metallmembran, auf die eine Widerstandsbrücke aufgebracht ist. Wirkt ein Druck auf die Brücke, wird diese verstimmt und liefert eine elektrische Spannung, die zum Druck proportional ist. Diese Spannung wird durch eine elektronische Auswertschaltung verstärkt und digitalisiert. HD-KV4.2 (Benzin) PS-HPS5 (Benzin) HD-KV4.2 (CNG) Einbauort DI-Kraftstoffzuteiler DI-Kraftstoffzuteiler CNG-Druckregelmodul Technik Stahlmembran mit Dehnmessstreifen in Dünnschichttechnik auf Oberseite Schaltkreis Digital Digital Digital Ausgangssignal Analog Digital (SENT) Analog Steckverbindung 3-Pin auch bei Temp.- signal (ASIC Temp.) Kennlinie 5 V, 3,3 V (optional) 5 V, 3,3 V (optional) Druckbereiche 14, 20, 26, 28 MPa, 14, 20, 26, 26, 28 MPa 40 MPa ab , 40 MPa Besonderheiten Integrierter NTC für CNG-Typgenehmigung Kraftstofftemperatur Kraftfahrt-Bundesamt Gedruckt in P150-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

11 Scavenging mit Benzin- Direkteinspritzung Scavenging Im niedrigen Drehzahlbereich werden die Ventile so angesteuert, dass die Ein- und Auslassventile für einen Moment gleichzeitig geöffnet sind. Zwischen Ansaugund Abgasseite des Motors entsteht dadurch ein starkes dynamisches Druckgefälle, das dem Brennraum größere Mengen Frischluft zuführt und die Restgase effizienter ausspült. Die Motorsteuerung Motronic nutzt diesen Effekt mit einer optimierten Anpassung der Füllungsund Verbrennungssteuerung. Verbrauchs-/CO 2 -Reduzierung bis zu 15 %: Scavenging ermöglicht Hubraumreduzierung (Extreme Downsizing) Fahrspaß durch Beseitigung des Turbolochs Gutes Ansprechverhalten durch hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen (Low-End Torque) Umfassende Bosch-Systemerfahrung mit Scavenging Die Benzin-Direkteinspritzung trägt dazu bei, den Kraft - stoffverbrauch und den Schadstoffausstoß weiter zu senken. Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung bilden das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum. Durch das offene Einlassventil strömt nur noch Frischluft. Hochdruckeinspritzventile spritzen den Kraftstoff direkt in den Brennraum ein. Bosch hat einen Systemansatz entwickelt, der das Turboloch beseitigt und Fahrdynamik mit hohem Drehmoment schon bei niedrigen Drehzahlen bietet. Scavenging nutzt die Synergien aus Direkteinspritzung, variabler Nockenwellenverstellung und Aufladung. Ein frühes Schließen des Einlassventils bei niedrigen Drehzahlen und später Einspritzung führt zu einem deutlichen Füllungszuwachs, da weniger Luft in den Saugkanal zurückgeschoben wird. Dieser Effekt wird durch die Nockenwellenverstellung ermöglicht, die von der Motronic angesteuert wird. Der höhere Massendurchsatz steigert den Wirkungsgrad des Abgasturboladers. Sein Arbeitspunkt verschiebt sich auf ein höheres Ladedrehzahlniveau mit deutlich höherem Ladedruck. Das Drehmoment bei Volllast kann unterhalb min -1 so stark gesteigert werden, dass das Ansprechverhalten dem von hubraumstärkeren Motoren gleicht. Im Vergleich zu leistungsgleichen Saugmotoren kann der Kraftstoffverbrauch um bis zu 15 % gesenkt werden. Gedruckt in P14W-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

12 Controlled Valve Operation CVO Controlled Valve Operation CVO Künftige Brennverfahren (z. B. für Euro 6) erfordern den Einsatz von hohem Druck auch bei kleinen Lasten sowie Mehrfacheinspritzung. Dies hilft, Wand- und Kolbenbenetzung zu verhindern, die zu Rußbildung führen. Dazu müssen die Einspritzzeiten über die Lebensdauer sehr kurz gehalten und die Toleranzen bei der Kraftstoffzumessung über die Lebensdauer minimiert werden. Weltweiter Fertigungsverbund Verbesserte alität des Einspritzsystems Verbesserte Einspritztoleranzen über Lebensdauer speziell bei kleinen Mengen (ab 1,5 mg/ Einspritzung) Erweiterter Kleinmengenbereich mit gesteigertem DFR (Dynamic Flow Range) unterstützt Turboaufladung, Downsizing, High Boost (ge steigerte Aufladung) und Flex Fuel-Betrieb Neue Freiheitsgrade für die Entwicklung von Brennverfahren Stabile Zumessqualität über die Lebensdauer; Vorhalte können reduziert werden Keine zusätzliche Sensorik für die Analyse der Ventilöffnungszeit erforderlich Bosch hat einen mechatronischen Ansatz zur HDEV- Regelung entwickelt, der diese Toleranzen deutlich senkt, so dass eine Serien-Applikation möglich ist: CVO (Controlled Valve Operation). CVO bestimmt die Ist-Öffnungsdauer des Injektors und vergleicht sie mit dem Sollwert. Bei Abweichungen greift eine Ausgleichsregelung ein und minimiert so die Toleranzen bei der Zumessung. Jedes Ventil verhält sich über seine Lebensdauer unterschiedlich. Durch eine individuelle Ansteuerdauer kann die Toleranz der eingespritzten Kraftstoffmenge stark reduziert werden, vor allem bei Kleinmengen. Die durch Komponentenalterung verursachte Veränderung der Toleranzen kann begrenzt werden, da CVO Dauerlaufdriften nachadaptiert. Damit lässt sich die Einspritzmenge über Lebensdauer weitgehend konstant halten. Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung bilden das Luft-Kraftstoff-Gemisch direkt im Brennraum. Durch das offene Einlassventil strömt im Ansaugkanal nur Frischluft. Hochdruckeinspritzventile spritzen den Kraftstoff direkt in den Brennraum ein. Dies verbessert die Brennraumkühlung und ermöglicht eine höhere Motorverdichtung und damit Verbrauchsreduzierung und Drehmomenterhöhung durch höhere Wirkungsgrade. Gedruckt in P143-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

13 Extreme Downsizing mit Benzin-Direkteinspritzung Extreme-Downsizing-Motor Künftige Fahrzeugmotoren werden hohe Anforderungen an Sparsamkeit und geringen CO 2 -Ausstoß erfüllen müssen. Extreme Downsizing ist ein Weg, die Potenziale der Benzinmotoren zu nutzen. Mit Hilfe des Extreme Downsizing wird der Hubraum stark verkleinert, während Fahrbarkeit und Leistung erhalten bleiben. u Um rund 30 % reduzierter Kraftstoffverbrauch und entsprechend weniger CO 2 -Ausstoß u Optimales Cost-Benefit-Verhältnis für maximale CO 2 -Reduktion u Massenmarkttaugliches Verbrauchskonzept mit attraktiven Fahrleistungen und Fahreigenschaften Zur Realisierung des Extreme Downsizing kombiniert Bosch eine Reihe seiner Kompetenzen miteinander: u das Motorsteuerungssystem mit Sensorik und Applikation u die Entwicklung des Brennverfahrens u die Auslegung von Kraftstoffeinspritzung und Zündung u die Entwicklung und Auslegung des Turboladers und seiner Peripherie Daneben stellt Bosch sein Fachwissen bei der Kon struktion und Auslegung des Motors und seiner wichtigsten Baugruppen sowie der grundlegenden Thermodynamik- und Mechanikentwicklung des Motors zur Verfügung.

14 Extreme Downsizing Vergleich der Fahrleistungen (Beispiel) t [sec] Acceleration 4 time [s] 2 0 2,4 l N.A. 1,2 l edz km/h 6. Gang km/h 3. Gang Hubraum Zylinderzahl 3 Bohrung/Hub Beispielmotor (Versuchsträger) 1,2 l Verdichtungsverhältnis 9,3 Einspritzung Zündkerze ø Gewinde Motorsteuerung Turbolader 83,0/73,9 mm Multihole DI 200 bar (Bosch) Bosch M10 Bosch Motronic MED17 BMTS einstufig Leistung 120 Drehzahl min -1 Max. Drehmoment 286 Drehzahl min min -1 Motorgewicht N.A. = Saugmotor (Naturally Aspirated) edz = Extreme Downsizing Verbrauch NEDC entspricht CO 2 -Ausstoß 161 Nm 125 kg km/5. Gang 8,1 s 5,8 l/100 km 139 g/km Emissionsziel Euro 6 Mit einstufiger Aufladung ist eine Hubraum ver kleinerung von 50 % möglich. Damit lässt sich ein Verbrauchsvorteil von über 30 % erzielen. Gleichzeitig erreichen Motoren mit Extreme Downsizing beeindruckende Fahrleistungen mit sehr hohem Drehmoment über einen weiten Drehzahlbereich, auch für das Anfahren bei niedrigen Drehzahlen. Selbst bei extremem Downsizing können Fahr leistungen erreicht werden, die mit denen des entsprechenden Saugmotors vergleichbar sind. Ausblick Über weitere Evolutionsschritte und Ergänzungen bei den Technikpaketen werden sich zusätzliche Ver brauchspotenziale erschließen lassen, beispielsweise mit variablem Ventilhub. Zusätzlich zu den Möglichkeiten des Downsizing können durch Hybridisierung oder die Kombination mit spezifisch abgestimmten Getrieben weitere Spareffekte erzielt werden. Verbrauchsreduzierung durch Downsizing (Beispiel) Kraftstoffverbrauch (normiert) 120 % 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % Basismotor: 2,0 l N.A. Leistungsneutral (105 kw) -30% 2,0 l N.A. edz 1,1 l VVL St/St N.A. = Saugmotor (Naturally Aspirated) DZ = Downsizing edz = extreme Downsizing VVL = Variabler Ventilhub (Variable Valve Lift) St/St = Start/Stopp Basismotor: 2,4 l N.A. Leistungsneutral (120 kw) -32% 2,4 l N.A. edz 1,2 l St/St Gedruckt in P14Y-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

15 Abgasturbolader mit Wastegate Abgasturbolader mit Wastegate Der Abgasturbolader nutzt die Bewegungsenergie des Abgasstroms zur Aufladung des Verbrennungsmotors. Im Gegensatz zur mechanischen Aufladung (Kompressor) benötigt der Abgasturbolader keine zusätzliche mechanische Antriebsleistung. Dies führt im direkten Vergleich zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Der Abgasturbolader besteht aus zwei Strömungsmaschinen: einer Abgasturbine, die die Energie aus dem Abgas aufnimmt, und einem Verdichter, der die Ansaugluft verdichtet. Reduktion des CO 2 -Ausstoßes Verringerung des Kraftstoffverbrauchs Verbessertes transientes Verhalten im Hochlauf Verbessertes Ansprechverhalten Verbesserte Kennfeldnutzung Bei hohen Motordrehzahlen leitet das Wastegate einen Teilstrom des Abgases an der Turbine vorbei. Dadurch vermindert sich der Abgasstrom durch die Turbine und der Abgasgegendruck nimmt ab. Bei niedrigen Motordrehzahlen schließt das Wastegate und der komplette Abgasstrom treibt über die Turbine den Verdichter an. Entkopplung Thermisch Verdichterrad Gefräst Wastegate-Steller Elektrisch Die Turboaufladung bringt eine größere Luftmasse in den Brennraum, so dass mehr Luft-Kraftstoffgemisch verbrannt werden kann. Dies führt zu einer höheren Leistungs- und Drehmoment ausbeute. Umgekehrt kann für eine bestimmte Motorleistung der Hubraum kleiner gewählt werden (Down sizing). Bosch Mahle Turbo Systems vereint die Kompetenzen von Bosch und Mahle in der Entwicklung und Fertigung von Turboladern. Das Produktportfolio umfasst die Wastegate-Ladedruckregelung für alle Diesel- und Ottomotoren bis zu einer Leistung von 560 kw. Die Wastegate-Ladedruckregelung zeichnet sich durch Langlebigkeit bei guter alität aus. Bosch Mahle Turbo Systems setzt sie daher für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Langlebigkeit und hohen thermischen Belastungen ein. Gedruckt in P13T-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

16 Elektronisches Motorsteuergerät Motronic Elektronisches Motorsteuergerät Motronic Zentrale Bezugsgröße für die Regelung ist das Drehmoment: Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird so eingeregelt, dass das angeforderte Drehmoment möglichst sparsam und sauber bereitgestellt wird. Die Motorsteuerung ermöglicht auch den Eingriff aktiver Fahrsicherheitssysteme wie ASR und ESP. u Vollständiges Produktportfolio für alle Märkte und Segmente u Globale Präsenz mit weltweiter Unterstützung u Einheitliche, skalierbare Steuergerätefamilie für unterschiedliche Märkte und Fahrzeugsegmente u Potenzial für erweiterte en u Flexible Einbindung von kundeneigener Software Das elektronische Motormanagement ermöglicht eine präzise zentrale Steuerung aller für den Motorbetrieb relevanten en für konstante Fahreigenschaften und Emissionswerte über die Lebensdauer des Motors. Das Motorsteuergerät sammelt alle Anforderungen an den Motor, priorisiert sie und setzt sie dann um. Beispiele für Anforderungen sind Fahrpedalstellung und Anforderungen des Abgassystems an die Gemischzusammensetzung. Die Motronic kann Verbrennungsmotoren mit Benzin (Saugrohr- und Direkteinspritzung), Diesel, Erdgas (CNG, Flüssiggas) und Ethanol sowie Hybridantriebe steuern. Standardisierte Kommunikationsschnittstellen und Datenformate ermöglichen die Vernetzung mit allen Fahrzeugsystemen, die den Antrieb beeinflussen. Die Varianten der Motronic zeichnen sich aus durch: u Gemeinsame Plattform für Benzin-, Flex Fuel-, CNG- und Dieselmotoren u Leiterplattenbauweise u Diagnosefunktionen, z. B. zur Einhaltung der Emissionsgesetzgebung u Infineon 32-bit-Mikrocontroller u Standardisierte Kommunikationsschnittstellen (CAN, FlexRay, SENT, LIN, K-LINE) u Hohe Skalierbarkeit in Software und Hardware, Steigerung der Rechenleistung von der Basis zur High-End-Variante auf das Vierfache u Standardisierte Formate zur Unterstützung von Software-Austausch und weltweiter Entwicklung (AUTOSAR, MSR) Gedruckt in P13X-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

17 Zündspule Zündspule Ottomotoren brauchen einen Zündfunken, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum zu verbrennen. Dieser Funke wird an der Zündkerze erzeugt. Die erforderliche Hochspannung transformiert die Zündspule aus der elektrischen Energie der Batterie und stellt sie bereit. Kompakte Bauform, niedriges Gewicht und hohe Robustheit Skalierbare Funkenenergie Hoher Wirkungsgrad Für alle gängigen Brennverfahren einsetzbar Kundenindividuelle Anpassung Anschraubposition, Primärstecker, Mantel, Funkenenergie, Kennlinie Auch für schwierige Einbauverhältnisse geeignet durch biegsamen Mantel Das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum wird durch einen Zündfunken gezündet. Damit die Zündkerze den Funken erzeugen kann, braucht sie eine Zündspannung von bis zu Volt. Diese Spannung erzeugt die Zündspule aus der 12-Volt-Spannung des Bordnetzes und gibt sie zum Zündzeitpunkt an die Zündkerze ab. Die Zündspule funktioniert wie ein Transformator. Sie transformiert mit zwei ineinander liegenden Spulen die elektrische Energie aus der Fahrzeugbatterie in Hochspannung, speichert sie kurzzeitig und gibt sie dann als Hochspannungs-Stromstoß an die Zündkerze ab. Power Mini Zündspule Zündenergie mj Sekundärspannung (35 pf/10 MΩ) > 32 kv Optional Anwendung für Integration von Elektronik Benzin, CNG, Flex Fuel Gedruckt in P15R-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

18 Kraftstoffversorgung für Ottomotoren Kraftstofffördermodul FSM Das Luft-Kraftstoff-Gemisch von Ottomotoren muss einerseits auf maximale Motorleistung bei niedrigem Verbrauch ausgelegt sein, andererseits muss seine Zusammensetzung eine optimale Abgasreinigung unterstützen. Einen wichtigen Beitrag zur Gemischbildung leistet die Kraftstoffversorgung mit dem Kraftstofffördermodul (Fuel Supply Module, FSM). FSM Standardsegment Gesteigerter Wirkungsgrad: 28 % höher als Elektro-Kraftstoffpumpe EKPT13/14 Verbessertes elektromagnetisches Verhalten EMV Hervorragendes Kaltstart- und Heißbenzinverhalten FSM Premium Höchster Druck und Fördermenge im Portfolio Verbesserte Kraftstoffbeständigkeit für E85 und für Emerging Markets Längere Lebensdauer FSM Emerging Markets Austauschbare Komponenten, z. B. Feinfilter Globale Plattform mit weltweit verfügbaren Komponenten Minimierung der F&E-Kosten durch globales Entwicklungs- und Validierungskonzept Reduzierung der Gesamtkosten für OEM und Fahrzeugbesitzer Das Kraftstoffversorgungssystem stellt die erforderliche Kraftstoffmenge vom Tank bis zum Einspritzsystem (Saugrohr- oder Direkteinspritzung) mit einem spezifischen Druck bereit. Es besteht aus dem Kraftstofffördermodul mit integrierter Elektrokraftstoffpumpe, Kraftstoffreservoir, Tankstandgeber und optional einem Kraftstofffilter sowie dem Druckregler. Das in den Kraftstofftank eingebaute Kraftstofffördermodul fördert immer die richtige Kraftstoffmenge aus dem Tank zum Kraftstoffzuteiler. Als Förderpumpe dient eine elektrische Kraftstoffpumpe mit bedarfsgeregelter oder konstanter Förderleistung. Das Kraftstoffreservoir stellt die Versorgung der integrierten Pumpe bei Kurvenfahrten sicher. Ein optionaler integrierter Kraftstofffilter verhindert, dass Verunreinigungen in die Injektoren oder den Motor gelangen. Der Filter, der in good fuel -Märkten eingesetzt wird, ist auf die Fahrzeuglebensdauer ausgelegt. Als Tankstandgeber dient ein Winkelsensor mit Schwimmer. Zusätzlich lässt sich ein Druckregelventil integrieren. Bei Flex Fuel-Systemen mit Flexstart-System wird bei Temperaturen unter 20 C und einem Ethanolgehalt über 85 % (E85) die Einspritzmenge beim Kaltstart erhöht.

19 Kraftstoffversorgung für Ottomotoren Bauweise Einbauhöhe Kraftstoffpumpe Kraftstoffbeständigkeit Einsatzgebiet FSM Standardsegment Flexible Submodul-Architektur mit verschiedenen Druckreglern, Tankstandgeber 150 mm Optimierung von elektrischem Antrieb, Pumpenkanal- und Laufradgeometrie, Hydraulikkreis und Saugstrahlpumpe Benzin, E0 E100 (0 % 100 % Ethanol) M15 (15 % Methanol) Geregelte und ungeregelte Systeme Reduzierte Leistungsaufnahme Bis zu 4 % geringer als EKPT13/14 Hohe Pumpenfördermenge Höherer Druck Austauschbare Komponenten FSM Premium & High End 245 l/h bei 600 kpa, 12 V 600 kpa FSM Emerging Markets Kraftstoffpumpe, Tankstandgeber, Saug- und Feinfilter Varianten Der modulare Aufbau ermöglicht das Angebot einer ganzen Palette von Basismodulen, die mit geringem Aufwand an die Fahrzeuge angepasst werden können. Varianten des Kraftstofffördermoduls gibt es für: Standardsegment Premium- und High-End-Segment: mit höchster Fördermenge und Druck sowie längerer Lebensdauer, verbesserter Kraftstoffbeständigkeit und ausgezeichnetem Heißbenzinverhalten Einsatz in Schwellenländern: mit austauschbaren Komponenten, geringen Kosten, hoher Flexibilität und erweiterter Kraftstoffbeständigkeit Elektro-Kraftstoffpumpe FP Das Kraftstofffördermodul ist mit herkömmlichen mechanisch kommutierten Pumpen oder mit bürstenlosen BLDC-Pumpen (Brushless Direct Current) erhältlich. Komponenten Bei der BLDC-Pumpe wird die Pumpen drehzahl nach dem Bedarf geregelt. Die Pumpe hat eine erhöhte Lebensdauer und ist robust gegenüber Flex Fuel und Bad Fuel. Die Pumpe ist kürzer und leichter und um bis zu 10 % effizienter als die mechanisch kommutierte Pumpe. Pumpe und elektronisches Pumpensteuergerät sind diagnosefähig Elektronisch kommutierte Kraftstoffpumpe FP 2 Pumpensteuergerät EPC Pumpensteuergerät EPC Das Pumpensteuergerät wird mit einer BLDC-Kraftstoffpumpe eingesetzt und erlaubt eine direkte Steuerung der Fördermenge anhand des Bedarfs (demand controlled fuel supply, DECOS). Die BLDC-Kraftstoff - pumpe arbeitet effizienter als konventionelle DC-Pumpen, verbraucht weniger elektrische Energie und leistet damit einen Beitrag zur Reduzierung von CO 2. Gedruckt in P14P-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

20 Elektronische Drosselklappe Elektronische Drosselklappe DV-E Die Luftversorgung des Motors ist für die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs ebenso wichtig wie der Kraftstoff. Das richtige Verhältnis von Luft- zu Kraftstoffmasse, die Luftbewegung und die Zusammensetzung der Luft sichern einen sauberen, sparsamen und dynamischen Motorbetrieb. Daher wird die Luftversorgung mit Hilfe von Klappen und Ventilen gesteuert. Engineering und Fertigungslinien mit großen Stückzahlen weltweit verfügbar Kostenoptimierung durch modulares Design Best-in-Class Hall-IMC (Verzögerungszeit, temperaturunabhängige Charakteristik) Ruhiges Abschalten des Motors, reduzierte Lautstärke, Vibration und Härte (NVH) DV-E5.9: optimiert für kleine Projekte RKL-E: robust gegen korrosive Medien Durchmesser Drosselklappe mm DV-E 5.2/ DV-E 5.9 RKL-E 5.2 RKL-E mm Temperatur Luftkanal C C Stellzeit t 90 < 100 ms < 120 ms Überschussmoment > 1,6 Nm Leerlaufleckluft (ø 57 mm) < 2,5 kg/h < 3,5 kg/h Schnittstellen Analog und Analog oder SENT SENT Optional NiRo-Lager EMV-Paket EMV-Paket Wasserheizung (nur DV-E) Eine hohe Präzision erreicht die Luftsteuerung durch den Einsatz von elektrischen Stellern. Die Luftzufuhr in den Brennraum wird beim Otto motor durch die Drosselklappe geregelt, die den Saugrohrquerschnitt verkleinert oder vergrößert. Die Drosselvorrichtung besteht aus der elektrisch angetriebenen Drosselklappe sowie einem Winkelsensor für die Lagerückmeldung. Die elektronische Motorsteuerung steuert die Drosselklappe elektrisch an. Eingangsgrößen für die Ansteuerung sind die Fahrpedalstellung und Anforderungen von Systemen, die das Motordrehmoment beeinflussen können, beispielsweise die Abstands- und Geschwindigkeitsregelung oder aktive Sicherheitssysteme wie das elektronische Stabilitäts-Programm ESP. Gedruckt in P132-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

21 Elektrischer Universalsteller Elektrischer Universalsteller GPA Die Luftversorgung des Motors ist für die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs ebenso wichtig wie der Kraftstoff. Das richtige Verhältnis von Luft- zu Kraftstoffmasse, die Luftbewegung und die Zusammensetzung der Luft sichern einen sauberen, sparsamen und dynamischen Motorbetrieb. Daher wird die Luftversorgung mit Hilfe von Klappen und Ventilen geregelt. All-in-one-Komponente ersetzt mehrere Teile (Vakuumspeicher, Umschaltventil, Gestänge) Gesamtsystem-Kompetenz Eine hohe Präzision erreicht die Luftsteuerung durch den Einsatz von elektrischen Stellern wie dem elektrischen Universalsteller (General Purpose Actuator, GPA). Dieser Antrieb wird unter anderem zum Verstellen von Klappen und Ventilen im Ansaugtrakt eingesetzt. Der präzise steuerbare elektrische Universalsteller ermöglicht es, über die Füllungssteuerung den Kraftstoffverbrauch, den CO 2 -Ausstoß und andere Emissionen zu senken. GPA-1CM am Saugrohr Flexibilität hinsichtlich Designanpassungen Packaging Stufenlose Positionssteuerung Unabhängig vom Vakuumsystem Verbesserte Diagnose GPA-VTG für variable Turbinen-Geometrie Flexibilität hinsichtlich Designanpassungen Verbesserte Fahrbarkeit von Hochleistungs- motoren mit hohen Strömungskräften durch höhere Stellkräfte über alle Winkel Höhere Motoreffizienz durch kurze Stellzeiten, präzise Ansteuerung und weniger Hysterese Der elektrische Universalsteller ist ein Elektromotor mit Getriebe, der über die Drehung seiner Antriebsachse Verstellbewegungen von Komponenten im Ansaugtrakt ermöglicht, beispielsweise das Drehen von Klappen oder das Heben und Senken von Ventilen. Ein Sensor zur Lagerückmeldung ist enthalten. Jeder GPA wird individuell auf die Nullstellung justiert, um eine hohe Präzision zu gewährleisten. Der GPA erfüllt die Vorgaben für die On-Board-Diagnose nach OBD2. GPA-WG für das Wastegate Wettbewerbsfähige Skalierbarkeit Baukasten-Portfolio für den gesamten Markt Schneller Drehzahlaufbau in Downsizing- Motoren Hohe permanente Kraft für die geschlossene und offene Position Kraftstoffersparnis und CO 2 -Reduktion

22 Elektrischer Universalsteller Überschussmoment mit Failsafe ohne Failsafe GPA-1CM GPA-VTG GPA-WG 0,8 Nm 1,2 Nm Durchgängiges Moment mit Failsafe 0,2 Nm ohne Failsafe 0,5 Nm 2,51 Nm Haltemoment mit Failsafe ohne Failsafe 4,0 Nm Varianten Es gibt drei Varianten des elektrischen Universalstellers, mit denen sich unterschiedliche en ausführen lassen: GPA-1CM am Saugrohr für die Verstellung von Drall-, Tumble- und Saugrohrklappen GPA-VTG am Turbolader für Variable Turbinen- Geometrie GPA-WG am Turbolader für das Wastegate Stellzeiten < 120 ms < 140 ms < 250 ms Winkelbereich Temperaturbereich C C C Gewicht < 300 g < 400 g < 650 g Gedruckt in P134-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

23 . Heißfilm-Luftmassenmesser Heißfilm-Luftmassenmesser HFM Das Air Management sorgt dafür, dass dem Motor in jedem Betriebspunkt die richtige Luftmasse zur Verfügung steht. Hierfür ist die elektronische Steuerung auf aktuelle und präzise Informationen über die Masse und weitere Eigenschaften der angesaugten Luft angewiesen. Diese Informationen stellen die Sensoren für die Luftsteuerung bereit. Präzise, zuverlässige Bestimmung der Luftmasse Zusätzliche Sensoren integrierbar Optionale Chipheizung vermeidet Sensorverschmutzung Robustes Sensordesign (Öl, Wasser, Staub) Reduzierte Stromaufnahme Schnelles Ansprechverhalten Kundenspezifisches Design Baukastensystem mit einheitlicher Schnittstelle Höchste Messgenauigkeit zur Einhaltung künftiger Abgasnormen HFM-8 Reduzierter Kabelbaum und zusätzliche Daten durch SENT-Schnittstelle Der HFM misst direkt die vom Motor angesaugte Luftmasse. Diese Eingangs größe wird für die Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und wenn vorhanden für die Regelung der Abgasrückführung verwendet. Um auch zukünftige, noch strengere Emissions- und Verbrauchs gesetze zuverlässig einzuhalten, ist eine weitere Steigerung der Signalpräzision und Diagnosefähigkeit gefordert. Zusätzlich können Temperatur-, Feuchte- und Drucksensor integriert werden. Der HFM misst die Luftmasse im Luftansaugtrakt. Das Messelement besteht aus einer beheizten Sensormembran, über welche die Ansaugluft streicht. In zwei definierten Messbereichen wird über Widerstände die Temperatur erfasst. Je mehr Luft über die Membran strömt, desto größer ist die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Messbereichen.

24 Heißfilm-Luftmassenmesser HFM-7 HFM-8 Neuteiltoleranz ±2 % ±1,5 % Drift Lebensdauer ±5 % ±3,5 % Pulsationsfehler ±10 % ±6 % Schnittstelle Analog und FAS SENT oder FAS Versorgungsspannung 12 V 5 V / 12 V Stromverbrauch Basissensor < 100 ma < 20 ma Optional Temperatur-, Temperatur-, Feuchte-, Feuchte-, Druck- Drucksensor sensor, kalibrierbarer digitaler Signalfilter Varianten Der HFM-7 ist als Steck fühler oder im Zylinderrohr lieferbar. Es gibt ihn mit unterschiedlichen Gehäusedesigns (HFM-7-ID, HFM-7-IP), sowie mit integriertem Druck- und Feuchtesensor (HFM-7-IPH). Die neueste Generation ist der HFM-8. Sein Sensorgehäuse ist durch ein neues verkleinertes Sensorelement aerodynamisch optimiert. Dies verbessert die Pulsationsgenauigkeit und die Genauigkeit über Lebensdauer. Der HFM-8 erfüllt vielfältigste Kundenanforderungen. Ein flexibles Baukastensystem ermöglicht die Integration von Zusatzsensorik in Kombination mit einer einheitlichen Schnittstelle bei gleichzeitig höchster Messgenauigkeit. Variantenbeispiele HFM HFM-8 im Zylinderrohr HFM-8 als Steckfühler GS/MKC Gedruckt in P158-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

25 Klopfsensor Klopfsensor Das elektronische Motormanagement ermöglicht eine präzise zentrale Steuerung aller für den Motorbetrieb relevanten en. Grundlage für die Steuerung sind aktuelle, präzise Informationen aus dem Antriebsstrang, die von Sensoren geliefert werden. Kraftstoffersparnis bis zu 9 % durch Motorbetrieb mit hohem Wirkungsgrad Dadurch entsprechend geringerer CO 2 -Ausstoß Lineare Kennliniencharakteristik auch bei hohen Frequenzen Ermöglicht maximale Nutzung der Motorleistung Drehmomentsteigerung bis zu 5 % Schutz vor unkontrollierter Verbrennung Ermöglicht Verwendung unterschiedlicher Kraftstoffqualitäten Das sogenannte Klopfen entsteht, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch vorzeitig selbst entzündet. Dauerhaft klopfende Verbrennung führt zu Schäden, vor allem an der Zylinderkopfdichtung und am Zylinderkopf. Durch die Verstellung des Zündzeitpunkts in Richtung spät kann die Klopfgefahr vermindert werden. Ziel ist, mit allen Kraftstoffqualitäten durch einen möglichst frühen Zündzeitpunkt die maximale Energieausbeute aus dem Kraftstoff zu gewinnen. Der Klopfsensor wird am Kurbelgehäuse montiert und misst den Körperschall mit einem piezoelektrischen Messelement. Klopfende Verbrennungen sind an ihren höheren Schallfrequenzen erkennbar. Kennliniencharakteristik Linear über ein breites Frequenzband Temperaturbereich Standard -40 C 130 C Optional 150 C sprinzip Typen Ringförmige Piezokeramik Mit Kabel, direkt gesteckt Gedruckt in P15A-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

26 Kurbelwellen-Drehzahlsensor Kurbelwellen-Drehzahlsensor Der Kurbelwellen-Drehzahlsensor erfasst die Drehzahl, Position und optional die Drehrichtung der Kurbelwelle. Die Daten dienen der Steuerung von Einspritz- und/ oder Zündzeitpunkt in Motormanagementsystemen. Der Kurbelwellen-Drehzahlsensor unterstützt somit die Einhaltung von Emissionsgrenzen wie auch einen höheren Komfort durch einen ruhigen Motorlauf. Hohe Messgenauigkeit Robustes Design für lange Lebensdauer Großer Luftspaltbereich Kontaktlose Messung Weiter Temperaturbereich Hilft Emissionen und Kraftstoffverbrauch zu reduzieren Aktiver Kurbelwellen-Drehzahlsensor Hohe elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Kleine Bauform Geringes Gewicht Drehrichtungserkennung für Start/Stopp Flexibles Design Der Sensor ist als Hall- oder induktiver Sensor aufgebaut. Die Kurbelwelle ist mit einem Geberrad ausgestattet, das der Sensor berührungslos abtastet. Der Referenzpunkt wird über ein fehlendes Element im Impulsrad ermittelt. sprinzip Aktiv Induktiv Temperaturbereich Aktiv -40 C 150 C Induktiv -40 C 130 C Luftspaltbereich Aktiv Induktiv Geberrad Aktiv Induktiv Differential-Hall mit oder ohne Drehrichtungserkennung Induktiv 0,1 1,8 mm 0,3 1,8 mm Stahl- oder Multipolgeberrad Stahlgeberrad Induktiver Kurbelwellen-Drehzahlsensor Hohes Ausgangssignal bei niedriger Drehzahl Einbaulagenunabhängige Montage (TIM) Das elektronische Motormanagement ermöglicht eine präzise zentrale Steuerung aller für den Motorbetrieb relevanten en. Grundlage für die Steuerung sind aktuelle, präzise Informationen aus dem Antriebsstrang, die von Sensoren geliefert werden. Gedruckt in P15C-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

27 Mitteldrucksensor Mitteldrucksensor Der Mitteldrucksensor wird darüber hinaus zur Regelung in CNG- und LPG-Systemen und zur Messung von Getriebeöldrücken eingesetzt. Bosch hat Varianten mit und ohne integrierten NTC-Widerstand im Portfolio. In CNG-Systemen muss zum Beispiel für eine präzise Dosierung ein bestimmter CNG-Druck am Injektor anliegen. Unter anderem beeinflusst auch die Temperatur den Druck. Daher überwacht der Mitteldrucksensor präzise den Druck und die Temperatur des Gases vor dem Injektor. Hermetische Metallabdichtung, kein O-Ring erforderlich Kompaktes, robustes Design auf Plattformbasis Flexibel einsetzbar für unterschiedliche Applikationen und Medien (Öl, Kraftstoff, Gase) Hohe Messgenauigkeit Hohe elektromagnetische Kompatibilität Kundenspezifisch anpassbar: Kennlinie, Stecker, Anbauort, Label u. a. Variante Mitteldrucksensor für CNG: schnell ansprechende Temperaturmessung Die Einsparung von CO 2 ist eines der obersten Ziele bei der Entwicklung modernen Verbrennungsmotoren. Eine Möglichkeit ist die bedarfsgerechte Regelung des Öl- und Kraftstoffdruckes. Geregelte Öl- und Kraftstoffsysteme passen die Leistung der Pumpe an den aktuellen Bedarf an. Hierzu überwacht der Mitteldrucksensor den Druck des Mediums. Ziel ist, die mittlere Pump- leistung zu reduzieren und so CO 2 einzusparen. Der Sensor enthält ein piezoresistives Sensorelement, das unter Einwirkung von Druck eine messbare elektrische Spannung erzeugt. Aus dieser mit dem Druck steigenden Spannung lässt sich der Druck ableiten. Medien Messgrößen Messtechnik Anschluss Max. Druck Motor- und Getriebeöl, Diesel, Benzin, CNG, LPG Absolut- oder Relativdruck Silizium-Single-Chip-Technik Schraubanschluss mit hermetischer Metallabdichtung 7 MPa Temperaturbereich -40 C 140 C Lebensdauer-Messgenauigkeit Optional 2 % Full Scale (3-sigma-Wert) Integrierter Temperatursensor (gekapselt) Gedruckt in P154-C/CCA De Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung,

28 Lambda-Sonde Lambda-Sonde Die erste Lambda-Sonde wurde im Abgastrakt eines Benzinmotors mit Saugrohreinspritzung eingesetzt. Seitdem hat Bosch mit neuen Technikkonzepten ein ganzes Sensorprogramm entwickelt. Mit diesem können Motorenhersteller die Lambda-Regelung exakt nach ihren Kriterien realisieren. Unsere Lambda-Sonden ermöglichen das Einhalten aller internationalen Emissionsvorschriften mit Saugrohr- und Benzin-Direkteinspritzung. Reduzierte Emissionen durch hohe Messgenauigkeit Langjährige Erfahrung in Systemintegration Hohe Lebensdauer ( Meilen, 15 Jahre) Sprung-Lambda-Sonde Sehr hohe Kennliniengenauigkeit durch geregelten Heizer Flexible Einbauposition Schnelle Signalbereitstellung verbessert Emissionswerte bei Kalt- und Warmstart Breitband-Lambda-Sonde Erweiterte Einbaumöglichkeiten durch hohe Temperaturfestigkeit (Abgas, Gehäuse) und festen Formschlauch Schnellere Regelbereitschaft auch bei l 1, dadurch verbesserte Emissionswerte in der Aufwärmphase und Sekundärluftpumpe- Diagnosefähigkeit LSU-ADV: Einsatz vor Turbolader möglich aufgrund hoher Dauertemperaturfestigkeit und Temperaturwechseltoleranz Bei einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1) ist der Sauerstoffgehalt im Abgas ideal für die Umsetzung der Schadstoffe im Dreiwegekatalysator: ein Teil Kraftstoff auf 14,7 Teile Luft. Mit der Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas liefert die Lambda- Sonde dem Motorsteuergerät die Grundlage für die entsprechende Gemischbildung. Es gibt zwei Typen der Lambda-Sonde: die Sprung-Lambda-Sonde und die Breitband-Lambda-Sonde. Die Sprung-Lambda-Sonde erzeugt ein sprungförmiges Signal beim Übergang vom mageren zum fetten Bereich. Damit wird der stöchiometrische Punkt genau erkannt: In diesem Punkt ohne Kraftstoff- oder Luftüberschuss setzt der Katalysator die Schadstoffe im Abgas am besten um. Die Breitband-Lambda-Sonde liefert ein kontinuierliches Messsignal von λ = 0,65 (fettes Gemisch) bis Luft. Damit ermöglicht sie präzisere Regelkonzepte nicht nur bei λ = 1, sondern über einen weiten Gemischbereich.