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2023 | Book

Einleitung und Motivation Read chapter Read first chapter

Potentialanalyse zum Einsatz teilhomogener Verbrennung im elektrifizierten Antriebsstrang

Author: Jan Maximilian Klingenstein

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Book Series : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Jan Maximilian Klingenstein untersucht das Potenzial des partiell teilhomogen betriebenen Dieselmotors im elektrifizierten Antriebsstrang. Das dazu erzeugte Vorwärtsmodell beinhaltet neben der klassischen Längsdynamikmodellierung, dem Fahrzyklus und Fahrerregler eine modifizierte Betriebsstrategie, die sich in zwei Unterstrategien differenziert. Der elektrisch beheizte Katalysator, welcher zur Reduktion der im teilhomogenen Betrieb vermehrt entstehenden CO- und HC-Emissionen benötigt wird, findet aufgrund seines elektrischen Verbrauchs ebenfalls simulativ Berücksichtigung. Um den elektrischen Verbrauch abschätzen zu können, wird ein empirisches Temperaturmodell vorgestellt, welches anhand der Motordrehzahl und dem erzeugten Moment die Abgastemperatur vorhersagen kann. Zusätzlich wird das erzeugte Simulationsmodell mittels mehrerer Prüfstandsmessungen validiert.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung und Motivation
Zusammenfassung
Durch die stetig strikteren Emissionsgrenzwerte steigen die Anforderungen an Fahrzeugkonzepte mit Verbrennungsmotoren immer weiter an. Neben einer Minderung des Kraftstoffverbrauchs und der damit emittierten Menge an CO2 steht zumeist eine Reduktion der abgegebenen Schadstoffe im Mittelpunkt. Die von der Europäischen Union vorgegebenen strikter werdenden Abgasnormen forcieren eine schnelle technische Entwicklung bezüglich der genannten Zielpunkte immer weiter.
Jan Maximilian Klingenstein
Kapitel 2. Theoretische Grundlagen
Zusammenfassung
In dem Grundlagen Kapitel „Stand der Technik“ werden alle benötigten Informationen zum Verständnis der vorliegenden Arbeit genau erläutert. Die Konzeptuntersuchung basiert auf einem Dieselmotor des Typs OM642, weshalb bei den theoretischen Grundlagen zu Verbrennungskraftmaschinen der Schwerpunkt auf die Grundlagen der Dieselmotoren gelegt wird. Da ein Hauptziel der Forschungsarbeit die Emissionsreduzierung ist, wird explizit auf die Entstehungsmechanismen der verschiedenen dieselmotorischen Schadstoffe eingegangen.
Jan Maximilian Klingenstein
Kapitel 3. Hybridantriebsstrangsimulation
Zusammenfassung
Zum besseren Verständnis der Fahrzeugsimulation müssen zuerst einige Randbedingungen, die sowohl die Simulationsumgebung als auch das simulierte Fahrzeug selbst betreffen, erläutert werden. Die Umsetzung des Fahrzeugkonzepts eines 48V-Mild-Hybrids mit teilhomogener Dieselverbrennung findet unter Anwendung der Simulationssoftware MATLAB® und Simulink® statt. Das Fahrzeugkonzept ist als P2-Hybrid (siehe Abschnitt 2.3.3 mit zusätzliche Kupplung zwischen elektrischer Maschine und Verbrennungsmotor ausgeführt.
Jan Maximilian Klingenstein
Kapitel 4. Motor und Prüfstandsaufbau
Zusammenfassung
Um einen Überblick über den Versuchshergang zu geben, wird im Folgenden genauer auf den Prüfstandsaufbau eingegangen. Die aus der Simulation erzeugten Daten in Form von Drehmoment und Drehzahl dienen als Eingangsgröße für die experimentelle Untersuchung am Prüfstand. Da ein echtzeitfähiges Simulationsmodell immer nur eine Annäherung an die Realität darstellen kann, sind experimentell erzeugte Daten unumgänglich, um das Simulationsmodell weiterentwickeln und dem realen Motorkonzept weiter annähern zu können.
Jan Maximilian Klingenstein
Kapitel 5. Messergebnisse
Zusammenfassung
Zwei der größten Haupteinflussparameter auf die Emissionsreduzierung sind die Phlegmatisierung und der beheizte Katalysator. Nachfolgend wird deshalb spezifisch auf die Einflüsse und Untersuchungen dieser beiden Teile des Antriebskonzeptes eingegangen.
Jan Maximilian Klingenstein
Kapitel 6. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Die verschärften Emissionsrichtlinien der Europäischen Union erschweren den Betrieb von Fahrzeugen mit einem rein oder teilweise verbrennungsmotorischen Antriebskonzept immer weiter. Sowohl eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs als auch verminderte Emissionen stehen im Mittelpunkt der Anforderungen. Ein Fahrzeug mit partiell teilhomogenem Dieselmotor vereint die positive Eigenschaften des Dieselmotors mit gleichzeitig reduziertem Ausstoß von Ruß und Stickoxiden. Jedoch steigen die Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffemissionen auch aufgrund fallender Abgastemperaturen an.
Jan Maximilian Klingenstein
Backmatter
Metadata
Title
Potentialanalyse zum Einsatz teilhomogener Verbrennung im elektrifizierten Antriebsstrang
Author
Jan Maximilian Klingenstein
Copyright Year
2023
Electronic ISBN
978-3-658-40961-6
Print ISBN
978-3-658-40960-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-40961-6

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