Untersuchung des Gemischbildungs- und Verbrennungsverhaltens eines DI-Dieselmotors unter teilhomogenen Bedingungen
Seiten
2009
|
1., Auflage
ESYTEC (Verlag)
978-3-931901-64-6 (ISBN)
ESYTEC (Verlag)
978-3-931901-64-6 (ISBN)
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Sowohl bei der Optimierung bestehender, als auch bei der Entwicklung neuer motorischer
Brennverfahren zur Einhaltung zukünftiger Abgasemissionsgrenzwerte ist eine Analyse der
aus rein konventioneller Prüfstandsmesstechnik erhaltenen Daten nicht mehr ausreichend und
zielführend. Vielmehr ist hier ein deutlich besseres Verständnis für die komplexen innermotorischen
Prozesse notwendig, welches, z.B. durch den Einsatz moderner optischer Messtechnik,
erarbeitet werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein bereits bestehendes Konzept einer optischen
Simultanmesstechnik systematisch ergänzt und weiterentwickelt, um eine lückenlose Analyse
der motorischen Wirkkette von Beginn der Einspritzung, über die Gemischbildung und Zündung,
bis zum Ende der Verbrennung zu ermöglichen. Hierzu wurden vier unterschiedliche
Messmethoden, die jeweils in der Lage sind, einzelne Teilprozesse der Wirkkette unabhängig
voneinander darzustellen, kombinativ an einem optisch zugänglichen DI-Dieselmotor appliziert.
Zum Einsatz kamen dabei die Mie-Streulichttechnik, die laserinduzierte Fluoreszenz,
sowie die Detektion des Flammeneigenleuchtens im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich.
Die Funktionalität und das Potential dieser Simultanmesstechnik wurden anschließend
anhand einer Parameterstudie überprüft. Der Versuchsträger wurde dabei aber nicht im konventionellen
DI-Dieselmodus, sondern teilhomogen betrieben. Hierfür musste sowohl das
Einspritzsystem, als auch die Ansaugluftkonditionierung des Motors im Vorfeld entsprechend
modifiziert werden. Die Auswahl der Parametervariationen für die Untersuchungen erfolgte
letztendlich auf Basis einer ausführlichen Diskussion zu den Einflussgrößen der homogenen
Dieselverbrennung. In Kombination mit den am Versuchsträger tatsächlich realisierbaren
Variationsmöglichkeiten wurde der Einfluss des Einspritztimings, der Düsengeometrie, der
Kraftstoffart, des Ladedrucks, der Ladelufttemperatur und der AGR-Rate auf die innermotorischen
Prozesse untersucht. Die aus den Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse zeigen eindeutig,
dass mit der entwickelten Simultanmesstechnik erfolgreich systematische Unterschiede
aufgrund der durchgeführten Parametervariationen im Prozessablauf mit einer hohen zeitlichen
und örtlichen Auflösung darstellbar sind. Der dadurch erzielbare Wissensgewinn trägt zu
einem besseren Verständnis der innermotorischen Prozesse bei und ermöglicht somit letztendlich
die Entwicklung effizienterer und schadstoffärmerer Fahrzeuge.
Brennverfahren zur Einhaltung zukünftiger Abgasemissionsgrenzwerte ist eine Analyse der
aus rein konventioneller Prüfstandsmesstechnik erhaltenen Daten nicht mehr ausreichend und
zielführend. Vielmehr ist hier ein deutlich besseres Verständnis für die komplexen innermotorischen
Prozesse notwendig, welches, z.B. durch den Einsatz moderner optischer Messtechnik,
erarbeitet werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein bereits bestehendes Konzept einer optischen
Simultanmesstechnik systematisch ergänzt und weiterentwickelt, um eine lückenlose Analyse
der motorischen Wirkkette von Beginn der Einspritzung, über die Gemischbildung und Zündung,
bis zum Ende der Verbrennung zu ermöglichen. Hierzu wurden vier unterschiedliche
Messmethoden, die jeweils in der Lage sind, einzelne Teilprozesse der Wirkkette unabhängig
voneinander darzustellen, kombinativ an einem optisch zugänglichen DI-Dieselmotor appliziert.
Zum Einsatz kamen dabei die Mie-Streulichttechnik, die laserinduzierte Fluoreszenz,
sowie die Detektion des Flammeneigenleuchtens im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich.
Die Funktionalität und das Potential dieser Simultanmesstechnik wurden anschließend
anhand einer Parameterstudie überprüft. Der Versuchsträger wurde dabei aber nicht im konventionellen
DI-Dieselmodus, sondern teilhomogen betrieben. Hierfür musste sowohl das
Einspritzsystem, als auch die Ansaugluftkonditionierung des Motors im Vorfeld entsprechend
modifiziert werden. Die Auswahl der Parametervariationen für die Untersuchungen erfolgte
letztendlich auf Basis einer ausführlichen Diskussion zu den Einflussgrößen der homogenen
Dieselverbrennung. In Kombination mit den am Versuchsträger tatsächlich realisierbaren
Variationsmöglichkeiten wurde der Einfluss des Einspritztimings, der Düsengeometrie, der
Kraftstoffart, des Ladedrucks, der Ladelufttemperatur und der AGR-Rate auf die innermotorischen
Prozesse untersucht. Die aus den Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse zeigen eindeutig,
dass mit der entwickelten Simultanmesstechnik erfolgreich systematische Unterschiede
aufgrund der durchgeführten Parametervariationen im Prozessablauf mit einer hohen zeitlichen
und örtlichen Auflösung darstellbar sind. Der dadurch erzielbare Wissensgewinn trägt zu
einem besseren Verständnis der innermotorischen Prozesse bei und ermöglicht somit letztendlich
die Entwicklung effizienterer und schadstoffärmerer Fahrzeuge.
| Reihe/Serie | Berichte zur Energie- und Verfahrenstechnik (BEV) ; 9.5 |
|---|---|
| Sprache | deutsch |
| Maße | 150 x 210 mm |
| Einbandart | Paperback |
| Themenwelt | Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik |
| Schlagworte | Gemischbildung, DI-Dieselmotor, Verbrennungsverhalten • Hardcover, Softcover / Technik/Wärmetechnik, Energietechnik, Kraftwerktechnik |
| ISBN-10 | 3-931901-64-5 / 3931901645 |
| ISBN-13 | 978-3-931901-64-6 / 9783931901646 |
| Zustand | Neuware |
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