Prädiktion inhomogener Wasserstoffverbrennung bei Direkteinblasung

Die Defossilisierung des Verkehrssektors erfordert innovative Lösungen, und der Wasserstoffmotor spielt dabei eine zentrale Rolle. Durch Direkteinblasung lassen sich hohe spezifische Leistungen erzielen, während die besonderen Eigenschaften von Wasserstoff eine effiziente Verbrennung und minimale Stickoxidemissionen ermöglichen. Allerdings führen Gemischinhomogenitäten zu erhöhten Stickoxidemissionen, was in der frühen Entwicklungsphase berücksichtigt werden muss. Im Rahmen des FVV-Forschungsvorhabens Nr. 1454 wurde dieser Einfluss am Institut für Fahrzeugtechnik der Universität Stuttgart untersucht. Experimentelle Messdaten und 3-D-Simulationsdaten aus dem FVV-Projekt Nr. 1449 wurden analysiert, um die Auswirkungen von Inhomogenitäten auf die Verbrennung und NO-Bildung zu verstehen. Das entwickelte Homogenisierungsmodell ermöglicht eine präzise Vorhersage des Inhomogenitätsgrades zum Zündzeitpunkt, was die NO-Vorhersage erheblich verbessert. Die Integration dieser Erkenntnisse in 0-D-/1-D-Simulationen bietet einen entscheidenden Mehrwert für die Entwicklung von Einblasestrategien, da sie den Trade-Off zwischen spezifischer Leistung und NOx-Emissionen optimiert. Die vorgestellten Modelle sollten in Zukunft an weiteren Motoren validiert werden, um ihre Anwendbarkeit und Genauigkeit weiter zu untermauern.