Aktualisiert: 2023-07-02
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Simulationsgestützter Funktionsentwicklungsprozess zur Regelung der homogenisierten Dieselverbrennung
Schlüsselwort: Verbrennungsregelung
Simulationsgestützter Funktionsentwicklungsprozess zur Regelung der homogenisierten Dieselverbrennung
Zylinderdruckbasierte Regelkonzepte für Sonderbrennverfahren bei Pkw-Dieselmotoren
Nikolaus Held stellt in dieser Studie ausgewählte Sonderbrennverfahren und deren Einspritzstrategien für heutige Pkw-Dieselmotoren vor. Stellvertretend entwirft der Autor bei der Partikelfilterregeneration zunächst eine Regelung der Verbrennungslage und -form. Hierdurch kann die Verbrennungsstabilität signifikant gesteigert werden, was Versuche unterstreichen. Im Anschluss untersucht Held eine modellbasierte Verbrennungsregelung. Auf Basis des Zylinderdrucks modelliert er mithilfe eines halbempirischen Ansatzes die Temperatur vor der Turbine und quantifiziert den Einfluss der angelagerten Nacheinspritzung auf den Mitteldruck und die Abgastemperatur. Neben der schnellen Reaktionsfähigkeit des Regelkonzeptes stellt auch der Ansatz zur Charakterisierung der Nachverbrennung einen Mehrwert zum derzeit bekannten Stand der Technik dar.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Simulationsgestützter Funktionsentwicklungsprozess zur Regelung der homogenisierten Dieselverbrennung
Zylinderdruckbasierte Mehrgrößenregelung des Dieselmotors mit teilhomogener Verbrennung
Durch die gezielte Erweiterung der Regelkreise im Kraftstoffpfad anhand modellbasierter Vorsteuerfunktionen reduziert Christian Auerbach den für die teilhomogene Verbrennung kritischen maximalen Zylinderdruckgradienten. Dadurch ist es ihm gelungen, einen hochtransienten, teilhomogenen Motorbetrieb sowie eine geregelte Betriebsartenumschaltung am Motorenprüfstand zu realisieren. Der für das konventionelle Dieselbrennverfahren typische Ruß-NOx-Konflikt wird so unter Einhaltung vorgegebener Grenzwerte für den maximalen Druckgradienten entschärft.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Zylinderdruckbasierte Regelkonzepte für Sonderbrennverfahren bei Pkw-Dieselmotoren
Nikolaus Held stellt in dieser Studie ausgewählte Sonderbrennverfahren und deren Einspritzstrategien für heutige Pkw-Dieselmotoren vor. Stellvertretend entwirft der Autor bei der Partikelfilterregeneration zunächst eine Regelung der Verbrennungslage und -form. Hierdurch kann die Verbrennungsstabilität signifikant gesteigert werden, was Versuche unterstreichen. Im Anschluss untersucht Held eine modellbasierte Verbrennungsregelung. Auf Basis des Zylinderdrucks modelliert er mithilfe eines halbempirischen Ansatzes die Temperatur vor der Turbine und quantifiziert den Einfluss der angelagerten Nacheinspritzung auf den Mitteldruck und die Abgastemperatur. Neben der schnellen Reaktionsfähigkeit des Regelkonzeptes stellt auch der Ansatz zur Charakterisierung der Nachverbrennung einen Mehrwert zum derzeit bekannten Stand der Technik dar.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Zylinderdruckbasierte Mehrgrößenregelung des Dieselmotors mit teilhomogener Verbrennung
Durch die gezielte Erweiterung der Regelkreise im Kraftstoffpfad anhand modellbasierter Vorsteuerfunktionen reduziert Christian Auerbach den für die teilhomogene Verbrennung kritischen maximalen Zylinderdruckgradienten. Dadurch ist es ihm gelungen, einen hochtransienten, teilhomogenen Motorbetrieb sowie eine geregelte Betriebsartenumschaltung am Motorenprüfstand zu realisieren. Der für das konventionelle Dieselbrennverfahren typische Ruß-NOx-Konflikt wird so unter Einhaltung vorgegebener Grenzwerte für den maximalen Druckgradienten entschärft.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Simulationsgestützter Funktionsentwicklungsprozess zur Regelung der homogenisierten Dieselverbrennung
Untersuchungen zur Verbrennungsregelung und Sensorik für die homogene Kompressionszündung
Im vorliegenden Band 1/2011 berichtet Herr Franz über Ergebnisse zur Regelung der homogen kompressionsgezündeten verbrennung (HCCI) von Ottokraftstoffen. Alternative Brennverfahren wie die homogene Kompressionszündung ermöglichen es, den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhöhen und zugleich die Rohemission zu senken. Jedoch erweist dich der stationäre und dynamische HCCI- Betrieb im Mehrzylindermotor als besondere Herausforderung. So kommt es im vorgesteuerten betrieb zu signifikanten Abweichungen hinsichtlich Last und Verbrennungsschwerpunktlage in den einzelnen Zylindern. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Usachen für dieses Verhalten zu analysieren und mittels einer geeigneten regelung und Sensorik zu kompensieren. Als maßgebliche Kenngrößen zur Reglung der Verbrennung dienten die indizierte Last und die Verbrennungsschwerpunktlage. Der HCCI- Betrieb im Mehrzylindermotor konnte mit der entwickelten Verbrennungsreglung erheblich verbessert werden. Zudem konnte auch der dynamische HCCI- Betreib mittels Adaptionsfunktionen auf Basis neuronaler Netze dargestellt werden. Abschließend erfolgt die Bewertung unterschiedlicher Sensortechnologien für den entworfenen Regelkreis. Als ein wesentliches Ergebnis der Arbeit kann festgehalten werden, dass eine regelung des HCCI- Brennverfahrens unabdingbar ist, um Verbrauchs- und Emissionsziele unter akustischen Randbedingungen zu erreichen. Die wesentlichen Herausforderungen wird nun darin bestehen, vereinfachte Sensoren und intelligente Auswertealgorithem für diese Anwendung zu entwickeln.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Modellbasierte Verbrennungsregelung und Emissionspotential eines homogenen Tieftemperatur-Zweistoffbrennverfahrens in einem Mehrzylindermotor
Im vorliegenden Band 2/2014 berichtet Herr Bach über die Umsetzung eines neuen Ansatzes zur Steuerung homogenen Tieftemperatur-Zweistoffbrennverfahrens in einem Mehrzylindermotor. Dabei werden zwei füssige Kraftstoffe mit unterschiedlicher Zündwilligkeit erst im Brennraum miteinander gemischt. Am Beispiel von Diesel als zündwilligem Kraftstoff sowie Benzin und E85 als Kraftstoffe mit nur geringer Neigung zur Selbstzündung werden im Stationärbetrieb die maßgeblichen Stellgr ößen dieses Zweistoffbrennverfahrens an einem Sechszylinder Nutzfahrzeugdieselmotor identifiziert und deren Auswirkungen auf den Verbrennungsablauf, das Emissionspotential und die mechanische Motorbelastung untersucht. Um ein möglichst genaues Bild des Zweistoffbetriebs an einem Vollmotor zu erhalten, werden umfangreiche thermodynamische Untersuchungen durchgeführt und ein sehr großer Motorkennfeldbereich erschlossen. Des Weiteren wurde zur Kontrolle der Wärmefreisetzung eine zylinderdruckbasierte Verbrennungsregelung kombiniert mit einer modellbasierten Vorsteuerung des Verbrennungsschwerpunktes entwickelt. Diese Verbrennungsregelungstrategie ermöglicht es den Motor im Zweistoffbetrieb auch transient zu betreiben. Selbst bei hohen Lasten und Drehzahlen und für unterschiedliche Primärkraftstoffe kann die Verbrennung zuverlässig über das energetische Mengenverhältnis gesteuert werden und es ergeben sich äußerst geringe Ruß- und NO_x Emissionen bei gleichzeitig akzeptabler Motorbelastung. Für die Emissionen unvollständiger Verbrennung wurde auch eine Dieseloxidationskatalysator als mögliches Abgasnachbehandlungssystem bewertet. Die in dieser Arbeit vorgestellte kombinierte Verbrennung brennraumintern gemischter Kraftstoffe mit unterschiedlichen Zündwilligkeiten und die Art der Verbrennungsregelung stellt ein Brennverfahrenskonzept mit großem Potenzial zur innermotorischen Einhaltung zukünftiger Abgasgrenzwerte dar. Die bekannten Herausforderungen kinetisch kontrollierter Brennverfahren sind durch die zylinderdruckbasierte Verbrennungsregelung beherrschbar.
Aktualisiert: 2022-12-21
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