Die vorliegende Arbeit befasst sich mit massenspektrometrischen Ölemissionsmessungen am Verbrennungsmotor bei stationärem und transientem Betrieb. Ziel der Arbeit ist die Durchführung einer Parameterstudie mit konstruktiven Maßnahmen an der Kolbenölringnut zur Erstellung eines Maßnahmenkatalogs zur Ölemissionsoptimierung, insbesondere zur gezielten Reduzierung des dynamischen Ölemissionsanteils.
Anhand von Voruntersuchungen werden die Kolbenvarianten für die Parameterstudie konzeptionell festgelegt und ein Volumen unter der Ölringnut in Form eines J-förmigen Einstichs (JG = J-Groove), Ölrücklaufbohrungen (ÖRB) und Durchbrüche an der Ölringnutunterflanke (ÖRN = Ölrücklaufnuten) untersucht.
Die zehn konzeptionell festgelegten Varianten werden an einem 1,6 Liter turboaufgeladenen Benzinmotor gemessen. Es folgt eine Auswertung der erzeugten Daten mit der eigens dafür entwickelten Auswertungssoftware FLOCMAT.
Die Ergebnisse der Parameterstudie zeigen den Einfluss der verschiedenen konstruktiven Öldrainagemaßnahmen auf das stationäre und dynamische Ölemissionsverhalten auf. Durch die systematische Analyse und Aufbereitung der Ergebnisse kann der grundsätzliche Einfluss der J-Groove, der Ölrücklaufbohrungen und der Ölrücklaufnuten aufgezeigt werden. Dabei lässt sich durch die J-Groove die „Ölzufuhr“ in Richtung Brennraum minimieren, während Ölrücklaufbohrungen und Ölrücklaufnuten eher die „Ölabfuhr“ in Richtung Kurbelgehäuse positiv beeinflussen. Die untersuchten Varianten zeigen, dass durch eine geeignete Kombination von Maßnahmen eine vollständige Eliminierung des dynamischen Ölemissionsanteils möglich ist. Dabei kann gleichzeitig eine gezielte Optimierung des stationären Ölemissionsanteils erfolgen, ohne dass der Volumenstrom des Blow-by-Gases übermäßig ansteigt.
Aktualisiert: 2020-06-30
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Im Praxisbetrieb von Motoren ist der Kraftstoffeintrag in das Motoröl ohne eine Schmierstoffentnahme und Laboranalyse eine nur eingeschränkt messbare und grund- sätzlich schlecht nachvollziehbare Größe. Diese Arbeit befasst sich daher mit dem Aufbau, der Optimierung und der Bewertung von massenspektrometrischen und motornah anwendbaren Verfahren zur Erforschung der Mechanismen, die zum Kraftstoffeintrag führen. Zu diesem Zweck wird ein Messsystem für die Online-Analyse von Ölaerosol in der Kur- belgehäuseentlüftung und Motoröl im Ölsumpf entwickelt und qualifiziert. Es basiert auf einem Quadrupol-Massenspektrometer mit vorgeschaltetem isothermen Gaschromatographen und angepassten Probenahmepfaden. Die neu entwickelten Verfahren ermöglichen, zusammen mit einer erweiterten Messung im Abgas, eine umfassende Bilanzierung des Kraftstofftransports in den Ölsumpf und wieder heraus.
Nach einer Einführung zu den apparativen und methodischen Grundlagen erfolgt eine Vorstellung des Gerätekonzepts und die Beschreibung des Aufbaus. Nachfolgend wird der Ablauf und das Ergebnis der Parametrierung des Analyseverfahrens sowie das verwendete Auswerteverfahren beschrieben. Das entwickelte Gerät und die beschriebenen Verfahren wurden abschließend umfangreich am Motorenprüfstand erprobt.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Warum verbraucht ein Motor Öl? Dieses Buch gibt Einblicke in die inneren Vorgänge des Verbrennungsantriebes. Mit einem Quadrupol-Massenspektrometer werden die Mechanismen der Ölverdampfung direkt im Brennraum beobachtet.
Aktualisiert: 2023-04-21
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Aktualisiert: 2021-12-30
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