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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

43. Verbrennungsmodelle für Ottomotoren

verfasst von: apl.-Prof. Dr.-Ing. habil. Gunnar Stiesch, Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Friedrich Dinkelacker, Dr.-Ing. Sebastian Rakowski

Erschienen in: Grundlagen Verbrennungsmotoren

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Für die Berechnung von motorischen Verbrennungsvorgängen kommen heute verschiedene Modellkategorien zum Einsatz, die sich z. T. sehr stark in ihrem Detaillierungsgrad, aber auch in ihren Rechenzeiterfordernissen unterscheiden (s. Stiesch 2003). Als phänomenologische Modelle werden dabei üblicherweise die Berechnungsmodelle bezeichnet, die die Verbrennung und Schadstoffbildung in Abhängigkeit übergeordneter physikalischer und chemischer Phänomene wie Strahlausbreitung, Gemischbildung, Zündung, Reaktionskinetik usw. vorausberechnen. Weil hierfür eine räumliche Aufteilung des Brennraums in Zonen verschiedener Temperatur und Zusammensetzung erforderlich ist, werden die Modelle auch als quasidimensionale Modelle bezeichnet. Die phänomenologischen (bzw. quasidimensionalen) Modelle grenzen sich auf der einen Seite von den nulldimensionalen (oder thermodynamischen) Modellen ab, die den Brennraum zu jedem Zeitpunkt vereinfachend als ideal durchmischt annehmen und die auf empirischen Ansätzen für die Brennrate beruhen. Auf der anderen Seite unterscheiden sich die phänomenologischen Verbrennungsmodelle von den CFD‐Codes (CFD = Computational Fluid Dynamics, vgl. Teil IX, Kap. 47–54), indem auf eine explizite Lösung des turbulenten dreidimensionalen Strömungsfeldes bewusst verzichtet wird (siehe Abb. 43.1). Dadurch kann die Rechenzeit erheblich reduziert werden. Für die Berechnung eines Motorarbeitsspieles liegt sie bei phänomenologischen Modellen im Bereich von Sekunden, bei CFD‐Codes dagegen im Bereich von Stunden (siehe Abb. 43.2). Phänomenologische Modelle werden deshalb insbesondere in Arbeitsprozessberechnungen zur Auslegung des Gesamtmotors eingesetzt, CFD‐Berechnungen dagegen für die Berechnung spezieller Fragestellungen, wie beispielsweise die Auslegung der Einlasskanal‐ und Arbeitsraumgeometrie oder der detaillierten Schadstoffbildung.
Literatur
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Zurück zum Zitat Wallesten, J.: Modelling of Flame Propagation in Spark Ignition Engines. Dissertation, Chalmers University of Technology, Göteborg (2003) Wallesten, J.: Modelling of Flame Propagation in Spark Ignition Engines. Dissertation, Chalmers University of Technology, Göteborg (2003)
Zurück zum Zitat Wirth, M.: Die turbulente Flammenausbreitung im Ottomotor und ihre charakteristischen Längenskalen, Dissertation, RWTH Aachen (1993) Wirth, M.: Die turbulente Flammenausbreitung im Ottomotor und ihre charakteristischen Längenskalen, Dissertation, RWTH Aachen (1993)
Zurück zum Zitat Yang, Q., Grill, M., Bargende, M.: A Quasi-Dimensional Charge Motion and Turbulence Model for Diesel Engines with a Fully Variable Valve Train. SAE Technical Paper 2018-01-0165 (2018) Yang, Q., Grill, M., Bargende, M.: A Quasi-Dimensional Charge Motion and Turbulence Model for Diesel Engines with a Fully Variable Valve Train. SAE Technical Paper 2018-01-0165 (2018)
Metadaten
Titel
Verbrennungsmodelle für Ottomotoren
verfasst von
apl.-Prof. Dr.-Ing. habil. Gunnar Stiesch
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Friedrich Dinkelacker
Dr.-Ing. Sebastian Rakowski
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-23557-4_43

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