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Buch, Hörbücher:

Verbrennungsmaschinen

Seite 4

Abgasrückführungssysteme: Emissionssenkung bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor

Bernd Bareis, Thomas Blank, Gunnar Deichmann, Bernhard Flaig

Gebundene Ausgabe

Konzeption, werkstoffgerechte Gestaltung und Festigkeitsnachweis für ein Magnesium-Hybrid-Zylinderkurbelgehäuse (VKM Schriftenreihe)

Joachim Doerr

Taschenbuch

Beitrag zum Verschleissverhalten von plasmagespritzten Zylinderlaufflächen im Diesel-Motorbetrieb

Stephan Flor

Taschenbuch

Broschiertes Buch

Untersuchung zur Ladungsbewegung und Gemischbildung im Ottomotor mit Direkteinspritzung (Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen, Band 2)

Jörg Gindele

Taschenbuch

Spektroskopische Untersuchungen an einem Ottomotor mit Benzin-Direkteinspritzung

Jörn Reissing

Taschenbuch

Betriebsverhalten von Dieselpartikelfiltern

Valeri Seiler

Taschenbuch

Zusammenfassung: Die fortschreitende Industrialisierung und der steigende Bedarf an Mobilität haben zur stetigen Zunahme der Anzahl der weltweit zugelassenen Fahrzeuge geführt. Im Bereich der Nutzfahrzeuge dominiert auf Grund des geringen Kraftstoffverbrauchs der Dieselmotor als Antriebsquelle traditionell mit einem Anteil von 90 %. Im Bereich der Personenkraftwagen ist in Folge der steigenden Kraftstoffkosten und der Fortschritte in der Dieseltechnologie der Anteil der neu zugelassenen Dieselfahrzeuge von 13 % im Jahr 1990 auf aktuell 50 % im europäischen Durchschnitt gestiegen. Zur Begrenzung der Umweltbelastung durch den Straßenverkehr wurden die Emissionsgrenzwerte kontinuierlich verschärft. Dabei wurde bezüglich der Partikelemissionen bisher nur die emittierte Masse erfasst. Wegen der besonderen Schädlichkeit kleinster Partikel für die Atmungsorgane wird zukünftig auch die Partikelanzahl berücksichtigt. Die Einhaltung der gesetzlichen vorgegebenen Grenzwerte kann langfristig nur durch eine Kombination aus gesamtfahrzeugtechnischen, innermotorischen und außermotorischen Maßnahmen gewährleistet werden. Die Hybridisierung kann dabei im begrenzten, das Downsizing in Kombination mit Downspeeding im gesamten Kennfeldbereich zur Minderung des Kraftstoffverbrauchs und somit auch zur Emissionsabsenkung beitragen. Innermotorisch sind weitere Effizienzsteigerungen durch leistungsstarke Einspritzsysteme, Optimierung des Thermomanagements des Motors und alternative Brennverfahren erfolgversprechend. Maximale Variabilität in der Funktion der Ladungswechselorgane zur Minderung der Ladungswechselverluste sowie eine intelligente Auflade- und Abgasrückführstrategie werden derzeit ebenfalls intensiv untersucht. Weiteres Potential zur Vermeidung der durch die motorische Verbrennung verursachten Emissionen eröffnen neue Kraftstoffe. [. . . ]

Modellierung der Multikomponenten-Verdampfung im homogenisierten dieselmotorischen Brennverfahren

Maximilian Fischer

Taschenbuch

Die Anforderungen an Verbrennungsmotoren sind hauptsächlich ein immer geringerer Kraftstoffverbrauch und letztendlich keine Schadstoffemissionen. Ein Schwerpunkt liegt hierbei in der Entwicklung neuer Brennverfahren, um die Entstehung von Schadstoffen bereits während der Verbrennung zu verhindern. In vorliegender Arbeit wird in diesem Zusammenhang das homogenisierte dieselmotorische Brennverfahren ( H C C I) betrachtet. Neueste Forschungsarbeiten beschäftigen sich zudem mit einer Potenzialabschätzung bei Verwendung alternativer Brennstoffe. Die C F D-Simulation bietet im Rahmen dieser Entwicklungsarbeiten die Möglichkeit, umfangreiche Kraftstoff- und Parametervariationen als Vorauslegung für experimentelle Untersuchungen durchzuführen. So können damit notwendige kostenintensive experimentelle Untersuchungen stark reduziert werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch eine möglichst genaue Modellierung der verwendeten Kraftstoffe, um die Vorgänge während der Verdampfung und Gemischbildung wiedergeben zu können. Darüber hinaus müssen für eine Modellierung der Zündung, Verbrennung und Schadstoffbildung aus dem Verdampfungsmodell entsprechende Eingangsgrößen vorliegen, um die Berechnung dieser Prozesse durchführen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher ein Multikomponenten-Verdampfungsmodell entwickelt, welches reale Kraftstoffgemische mittels zweier statistischer Verteilungsfunktionen beschreibt. Der gewählte Ansatz ermöglicht es somit, Kraftstoffbestandteile aus zwei verschiedenen Gruppen homologer Komponenten ( Alkane und Aromaten) zu berücksichtigen. Dieses Modell wird in den C F D-Code K I V A-3 V implementiert und mit Berechnungen zur Verdampfung von Einzeltropfen sowie durch Mie-Streulicht-Untersuchungen einfacher Einspritzvorgänge an einer schnellen Kompressionsmaschine validiert.

Einspritzung von H2O2-Lösungen in die Brennkammer eines DI-Dieselmotors: Auswirkungen auf das Abgasverhalten

Erica Trapel

Taschenbuch

Dieselmotoren mit Direkteinspritzung haben in den letzten Jahren eine enorme technische Weiterentwicklung erfahren, die zu einer deutlichen Verminderung der Abgasemissionen und des Brennstoffverbrauchs geführt hat. Im Bereich der Verbrennungsmotoren gelten D I-Dieselmotoren in Kombination mit inner- und nachmotorischen Maßnahmen als ein erfolgversprechendes Konzept, um zukünftige Abgasvorschriften zu erfüllen. Zu diesen Maßnahmen zählen die neuen Common-Rail-Einspritztechnologien, die Abgasturboaufladung, die Abgasrückführung, der Partikelfilter und die modernen De N Ox-Systeme. Dabei sind diese Konzepte mit höheren Kosten und unterschiedlichen Nachteilen verbunden. Aus diesen Gründen werden zurzeit immer stärker alternative Brennstoffe und neuartige Brennverfahren weiterentwickelt und optimiert, die zur Verbesserung der Abgasqualität führen können. Bei der Beurteilung eines neuen Verfahrens sind neben der technischen Durchführbarkeit auch die Wirksamkeit und die entscheidenden Einflussgrenzen von Interesse.

Modellierung der Multikompenetenverdampfung und Selbstzündung in Dieselmotoren

Danica Stegemann

Taschenbuch

Die herkömmliche Modellierung der Tropfenverdampfung basiert auf einem einzigen Tropfenmodell, das das Verhalten des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffs wiedergeben soll. Da mit diesem Ansatz aufgrund der stark unterschiedlichen Strömungsbedingungen innerhalb des Einspritzstrahls schon zu Beginn der Modellierung Abbildungsschwächen der motorischen Prozessabläufe resultieren, wurde in dieser Arbeit erstmalig ein neues Verdampfungsmodell entwickelt, welches unterschiedliche Tropfenmodelle kombiniert. In Abhängigkeit des vorliegenden Strömungszustands im Einspritzstrahl wird das Tropfenmodell gewählt, das aufgrund seiner Modellierung hierfür bestmöglich geeignet ist. Im Gegensatz zu kommerziellen C F D-Codes, in denen der Kraftstoff nur von einer Komponente repräsentiert wird, wird der Kraftstoff mit der Methode der kontinuierlichen Thermodynamik über eine Vielzahl von Komponenten beschrieben. Der Kraftstoff wird somit mittels einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion abgebildet, wodurch ein realistischeres Verhalten gewährleistet ist. Das Zündmodell zur Darstellung des dieselmotorischen Selbstzündungsprozesses wurde modifiziert, um die zusätzlichen Erkenntnisse von der flüssigen und gasförmigen Phase zugunsten einer realistischeren Tropfenmodellierung zu berücksichtigen. Die Modelle wurden in den dreidimensionalen C F D-Code K I V A-3 V implementiert und auf ihre Funktionalität und Allgemeingültigkeit anhand von Literaturwerten und experimentell ermittelten Daten erfolgreich validiert. Dabei hat sich herausgestellt, dass die parallel implementierten Tropfenmodelle einen entscheidenden positiven Einfluss auf die realgetreue Abbildung des Verdampfungsverhalten ausüben und sich begünstigend auf die Simulation des Selbstzündungsprozess auswirken, was durch experimentelle Untersuchungen belegt wird.

Untersuchungen zur Simulation des Wandwärmeübergangs in Dieselmotoren

Heiko Lettmann

Taschenbuch

Die Wärmeverluste im Brennraum von Dieselmotoren sind für den Wirkungsgrad der Energieumsetzung, für Bauteilbelastungen und aufgrund des starken Einflusses der Temperatur auf die Reaktionskinetik, für die Schadstoffbildung von wesentlicher Bedeutung. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Modell zur Simulation der gasseitigen Wärmeverluste für den Einsatz in 3d-C F D-Programmen entwickelt. Neben dem konvektiven Wärmeübergang werden durch das Modell die Einflüsse der in einem Dieselmotor nicht zu vernachlässigenden Rußstrahlung und die durch Rußablagerungen hervorgerufene Dämpfung der Wandwärmeströme berücksichtigt. Der konvektive Wandwärmeübergang kann alternativ auch durch die in C F D Programmen vielfach verwendeten Wandfunktionen bestimmt werden. Ein in dieser Arbeit zusätzlich entwickelter Ansatz zur dynamischen Adaption der wandnächsten Zellschicht gewährleistet, dass der wandnächste Gitterpunkt innerhalb des den Wandfunktionen zugrundeliegenden Gültigkeitsbereichs liegt. Die Modelle wurden in den dreidimensionalen C F D-Code K I V A-3 V implementiert, mit experimentell ermittelten Wärmestrommessungen eines direkteinspritzenden Nutzfahrzeug-Dieselmotors verifiziert und anschließend zur Durchführung von motorischen Parameterstudien eingesetzt. Begleitend wurde das in K I V A-3 V standardmäßig implementierte Wärmeübergangsmodell verwendet und den neuen Ansätzen gegenübergestellt. Das entwickelte wandadaptierte Gitter in Verbindung mit dem Standard-Ansatz und insbesondere das neue 3d-Wärmeübergangsmodell bilden die Wandwärmestromdichten mit guter Genauigkeit ab

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