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Über dieses Buch

Ömer Ünal zeigt, dass es durch die Entwicklung eines schnellen, vorhersagefähigen Brennverlaufsmodells für die Dieselverbrennung im Erdgashintergrundgemisch möglich ist, insbesondere in der Nutzfahrzeugmotorenentwicklung Simulationen zur Motorenauslegung und Regelstrategien in einer frühen Phase der Entwicklung durchzuführen.

Der Autor:

Ömer Ünal ist wissenschaftlicher Angestellter am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung
1897 stellte Rudolf Diesel den selbstzündenden Verbrennungsmotor mit einem Wirkungsgrad von 26 % vor. Mit dieser Erfindung wurde die Dampfmaschine ersetzt, diezu diesem Zeitpunkt einen Wirkungsgrad von 4 % besaß und etablierte sich insbesondere im Nutzfahrzeugsektor. Es ist inzwischen mehr als ein Jahrhundert vergangen und neben der Steigerung des Wirkungsgradsbesitzt bis heute auch die Emissionsreduzierung des Dieselantriebs eine große Rolle. Als schädliche Schadstoffe bei einem Dieselbetrieb sind dabei zu nennen: Die unverbrannten Kohlenwasserstoffe HC, das Zwischenprodukt CO, Partikel, NOxund SOx.
Ömer Ünal

Kapitel 2. Grundlagen und Stand der Technik

Zusammenfassung
Während der Dieselantrieb lange noch nicht an den Grenzen der Leistung angekommen ist, steht aktuell die emissionsseitige Entwicklung im Vordergrund. Aufgrund der umweltseitigen und strategischen Bedeutung des Erdgases wurden in der Vergangenheit verschiedene Dual-Fuel Konzepte untersucht. Unterschieden werden die Konzepte aufgrund der Zünd- und Gemischbildungsmechanismen, siehe Abbildung 2.1.
Ömer Ünal

Kapitel 3. Messdatenanalyse

Zusammenfassung
Um Erkenntnisse über die Verbrennungsmechanismen zu erhalten werden bei ansonsten nahezu identischen Randbedingungen Variationen untersucht. So kann eine Vorstellung über das Verhalten der Dual-Fuel Verbrennung gewonnen werden, welche als Grundlage der Modellierung dient.
Ömer Ünal

Kapitel 4. Beschreibung des neuen Modellansatzes

Zusammenfassung
Die Untersuchung in Kapitel 3 hat die Phänomene einer turbulenten Flammenausbreitung und einer beschleunigenden Selbstzündungsverbrennung als Verbrennungsmechanismus einer Dual-Fuel Verbrennung ausgezeichnet. Ferner ergaben Untersuchungen am Einhubtriebwerk und Simulationen der CFD dass das im Dieselstrahl befindliche Methangemisch, zusammen mit dem Dieselkraftstoff, umgesetzt wird. Diese Umsetzung wird im Folgenden als „CNG Entrainment“ bezeichnet.
Ömer Ünal

Kapitel 5. Validierung des neuen Modellansatzes

Zusammenfassung
Im Folgenden wird das Gesamtmodell auf eine Substitutionsratenvariation angewandt. Der Betriebspunkt zeichnet sich mit einem hohen Umsetzungswirkungsgrad aus. Es ist zu erkennen, dass in Betriebspunkten mit einem stark überstöchiometrischen Luftverhältnis die Entrainmentverbrennung dominiert.
Ömer Ünal

Kapitel 6. Schlussfolgerung und Ausblick

Zusammenfassung
Im Rahmen des FVV-Forschungsvorhabens „Dieselverbrennung auf homogenem Hintergrundgemisch“ wurde am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrtwesen (IVK) an der Universität Stuttgart ein phänomenologisches Verbrennungsmodell entwickelt, verifiziert und in das FVV-Zylindermodul implementiert. Das Modell basiert zum einen auf umfangreiche Messdaten aus dem Forschungsprojekt [3]. Zum anderen auf den Erkenntnissen von 3D-CFD-Berechnungen und Versuchen an einer Langhub-Kompressionsmaschine, die im Rahmen des Forschungsprojekts an der ETH-Zürich durchgeführt wurden.
Ömer Ünal

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