Differenzierte Analyse von konstruktiven, applikativen und hybriden Maßnahmen zur Verbesserung der Fahrbarkeit von Turbomotoren

Differenzierte Analyse von konstruktiven, applikativen und hybriden Maßnahmen zur Verbesserung der Fahrbarkeit von Turbomotoren von Martin,  Sebastian
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Diskussion unterschiedlicher Hybridisierungsstrategien vor dem Hintergrund zunehmender Momenten- und Leistungsdichte. Unter Anwendung moderner Entwicklungswerkzeuge der Fahrzeugsimulation, der 1D-Motorprozessrechnung und 3D-Strömungssimulation werden Grenzen und Möglichkeiten der Fahrbarkeitsverbesserung durch Ansätze konstruktiver und applikativer Modifikation mit Maßnahmen der Hybridisierung verglichen. Dabei liegt der Fokus auf einer Dynamisierung des modernen Turbomotors. Mittels Strömungsdynamik und Rotationskinetik wird das Systemverhalten von Strömungsverdichter, Turbine und Verdrängerlader am Hubkolbenmotor unter Berücksichtigung der Leistungs- und Energiebereitstellung im elektrifizierten Fahrzeugantriebsstrang diskutiert. Die Überprüfung der Simulationsergebnisse und die Bewertung von Emissionen und Verbrauch finden am hochdynamischen Motorenprüfstand statt. Mit der Implementierung von elektromechanischer Hybridisierung und elektrifizierter Ladedruckerzeugung in dieselbe Ebene der echtzeitfähigen Prüfstandsautomatisierung kann am Engine in the Loop Motorenprüfstand erstmals eine vergleichende Bewertung von Fahrbarkeitsgewinn zu Leistungs- und Energieverbrauch der betrachteten Hybridtechnologien durchgeführt werden. Ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit bis in die Partikelanzahlemissionen bestätigt diese Testmethodik.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Potentiale des Erdgas-Benzin-Mischbetriebes am drosselfrei betriebenen Ottomotor mit einstufiger Turboaufladung durch Saugrohr-, Tangential- und Direkteindüsung

Potentiale des Erdgas-Benzin-Mischbetriebes am drosselfrei betriebenen Ottomotor mit einstufiger Turboaufladung durch Saugrohr-, Tangential- und Direkteindüsung von Werth,  Christoph
Kurzfassung In der vorliegenden Arbeit werden die motorischen Einflüsse von Erdgas als alternativer Kraftstoff an einem aktuellen Motorkonzept mit vollvariablem Einlassventiltrieb und einstufiger Turboaufladung untersucht und die Potentiale hinsichtlich Teil- und Volllastverhalten bewertet. Dabei ist ein Antrieb welcher Erdgas als Kraftstoff einsetzt nicht neu und teilweise bereits in Serie - das vorliegende Konzept unterscheidet sich jedoch in einigen wesentlichen Punkten deutlich von aktuell in Serie befindlichen Systemen: Zum einen wird an einem Motor mit drei verschiedenen Einspritzstrategien für das Erdgas (d.h. die neue und innovative Direkteindüsung des Kraftstoffs in den Brennraum, die konventionelle Saugrohreindüsung und eine Saugrohreindüsung mit einer speziellen Tangentialeindüsung zur Schaffung von zusätzlicher Ladungsbewegung) gearbeitet, um eine saubere Abgrenzung der einzelnen Betriebsstrategien des Motors durchführen zu können. Vor dem Hintergrund verschiedener Kraftstoffe sind dessen Restgasverträglichkeit, welche ebenso einen wesentlichen Einfluss zur Absenkung des Kraftstoffverbrauchs besitzt, sowie der Einfluss auf Turbulenz, die sich aus den verschiedenen Eindüsungen ergibt, von hoher Bedeutung.
Aktualisiert: 2023-01-27
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