Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen folgen der Fragestellung, welchen Einfluss die Gestaltung der Durchtrittsbohrungen auf ein solches Vorkammerbrennverfahren bei kleinen Motoren nimmt. Dazu wurden die Ausrichtung und die gesamt durchströmte Querschnittsfläche der Bohrungen variiert und die resultierenden Vorkammermodelle bei verschiedenen Betriebsbedingungen untersucht.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Im ersten Teil der Arbeit wurde zunächst eine neue Untersuchungsmethodik entwickelt und für eine Sensitivitätsanalyse der wichtigsten Einflussparameter bezüglich NOx- und THC-Emissionen sowie Wirkungsgrad verwendet.
Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Konstruktion eines optisch zugänglichen Großmotors sowie den Untersuchungen mit diesem.
Aktualisiert: 2022-12-03
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In dieser Arbeit wird das Konzept einer gespülten Benzin-VorkammerzündunNeben dem Einsatz einer dem Stand der Technik entsprechenden Einspritzung und Zündung zeichnet sich das System durch die Integration moderner Messtechnik aus.g an einem Einzylinder-Forschungsmotor untersucht, um dessen Wirkungsgrad und Emissionspotential zu beurteilen. Dafür wird basierend auf den Ergebnissen eines bereits bestehenden Vorkammerzündsystems ein optimiertes System entwickelt.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Diese Arbeit widmet sich der Visualisierung der Ölströmung entlang der Kolbengruppe eines Einzylinder-Ottomotors sowie der Ableitung von Transportmechanismen und Schmierfilmdicken. Abschließend findet die Bewertung verschiedener Mechanismen am Kolbenringpaket statt.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Die synthetischen Kraftstoffe Dimethylether und Polyoxymethylendimethylether (POMDME oder OME) sind vielversprechende sauerstoffhaltige Dieselkraftstoffe mit dem Potential, den wachsenden Ansprüchen an CO2-Neutralität, Luftreinhaltung sowie Nachhaltigkeit gerecht zu werden. Die vorliegende Arbeit stellt eine ausführliche Charakterisierung des Emissions- sowie Verbrennungsverhalten dieser potentiell klimaneutralen Kraftstoffe dar.
Der Schwerpunkt lag auf experimentellen Untersuchungen an einem Heavy Duty Einzylinder-Forschungsmotor, bei denen das motorische Verhalten von DME / OME bei Variation verschiedener Applikationsparametern untersucht wurde. Dadurch wurden die Herausforderungen sowie Potentiale bei Verwendung dieser Kraftstoffe detailliert erforscht. Dabei wurden sowohl verschiedene Blends mit konventionellem Dieselkraftstoff als auch DME / OME in Reinform betrachtet. Zunächst wurde ein für konventionellen Dieselkraftstoff optimiertes Einspritzsystem verwendet. Erst in einem zweiten Schritt wurde das Einspritzsystem entsprechend der physikochemischen Eigenschaften von DME / OME ausgelegt. Zur Findung einer optimalen Düse für DME / OME wurde eine Variation der geometrischen Düsenparameter durchgeführt.
Das Verständnis der experimentellen Beobachtungen wurde durch eine auf einem nulldimensionalen Modell basierenden thermodynamischen Analyse gestützt. Zudem wurden Kennwerte anhand der physikochemischen Kraftstoffeigenschaften berechnet, um daraus eine theoretische Bewertung dieser Kraftstoffe abzuleiten.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Im Rahmen dieser Arbeit wird ein modularer Versuchsträger nach dem Floating-Liner-Prinzip vorgestellt, mit dem die Kolbengruppenreibung unter seriennahen Betriebsbedingungen direkt und kurbelwinkelaufgelöst gemessen wird. Mit Hilfe des entwickelten Versuchsträgers werden zwei Hauptziele verfolgt. Als erstes die Bewertung des Einflusses verschiedener Designmerkmale sowie Materialien der Komponenten Kolben, Kolbenringe sowie Laufbuchse auf die Kolbengruppenreibung. Zweitens wird mit Hilfe verschiedener Kurbeltriebe der Einfluss der Kurbeltriebkinematik auf die Kolbengruppenreibung analysiert.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse eines homogen vorgemischten Magergasbrennverfahrens mit Dieselpilotzündung an einem schnelllaufenden Großgasmotor. Fokus der Untersuchungen ist dabei, den Einfluss der Einspritzcharakteristik auf die Verbrennung zu identifizieren und die Auswirkungen des Ladungswechsels auf das Brennverfahren zu bewerten. Hierzu wurde neben thermodynamischen Motoruntersuchungen zusätzlich die Verbrennung anhand eines optisch zugänglichen Motors mit Bowditch-Kolben untersucht. Daneben wurden 3D-CFD-Simulationen des Ladungswechsels und des Einspritzvorgangs zur detaillierten Analyse der Gemischaufbereitung im Brennraum und zur Interpretation der Messergebnisse durchgeführt.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Zur Einhaltung aktueller Emissionsgrenzwerte von Dieselmotoren sind Partikelfilter unumgänglich. Diese müssen im Betrieb in regelmäßigen Intervallen regeneriert werden, um Schäden am Motor zu vermeiden. In der vorliegenden Arbeit wird eine Simulationsmethode vorgestellt, welche es erlaubt, den Dieseleintrag in das Motoröl für verschiedene Regenerationsstrategien zu bewerten. Abschließend wird eine Bilanzierung des Dieseleintrags in das Motoröl vorgestellt.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Diese Arbeit bietet eine umfangreiche Diskussion des Motorbetriebs mit Rapsölkraftstoff und den damit verbundenen Schwachstellen. Sie generiert ein grundlegendes Verständnis hinsichtlich der Entstehung der Vorprodukte der Ablagerungen und deren physikalischer Bildungsmechanismen. Dabei entwickelt sie ein rechnerisches Modell für die Partikelablagerung im Brennraum, welches verschiedene physikalische Phänomene widerspiegelt.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neue Berechnungsmethodik für den Reibkoeffizienten entwickelt. Sie liefert eine Vorgehensweise, um Kontaktreibung, Verschleiß und somit auch den lokalen Wärmeeintrag in Gleit- und Schwenklagern simulativ besser vorhersagen zu können.
Aktualisiert: 2022-12-03
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In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst untersucht, in wie weit eine Steigerung des Einspritzdrucks auf bis zu 800 bar die Partikelemission reduzieren kann. Des Weiteren wird erklärt, wie der durch den hohen Einspritzdruck gewonnene zusätzliche Applikationsspielraum hinsichtlich des Einspritztimings - durch gezielte Interaktion zwischen Ladungsbewegung und Sprayimpuls - zu einer Verkürzung der Brenndauer führen kann.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Im Rahmen dieser Arbeit wird das Zündverhalten von Pflanzenölkraftstoffen in einem Messgerät mit konstantem Brennkammervolumen analysiert. Aufbauend darauf wird eine Methode definiert, die Zündwilligkeit von Pflanzenölen im direkten Vergleich zu den primären Referenzkraftstoffen der Cetanzahlskala zu bewerten.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Die Einspritzung ist als ein wesentliches Element zur Optimierung der Verbrennung und Reduzierung der Emissionen der dieselmotorischen Verbrennung anzusehen. Die vorliegende Arbeit beinhaltet die Beleuchtung der Einspritzung mittels Simulation und Versuch. Beide Aspekte unterstützen sich und vertiefen dadurch das Verständnis. Dabei dienen die Versuche einerseits zur Generierung einer umfangreichen Datenbasis, andererseits zur Erzeugung von Randbedingungen und zur Validierung der Simulationsmethoden. Die Versuche beinhalten Messungen der Einspritzrate sowie des Nadelhubs und optische Messungen des Sprays.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Das Ziel dieser Dissertationsschrift bestand in der Entwicklung einer Methode zur Messfehlerdiagnose und Messfehlerkompensation der am Motorenprüfstand durchgeführten Messungen. Dazu wurde erstmals die nulldimensionale Arbeitsprozessrechnung (0D-APR) angewendet. Als Simulationswerkzeug wurde hierfür auf Basis von MATLAB ein eigenständiger Programmcode implementiert. In diesem wurden aus der Literatur geeignete Teilmodelle der Arbeitsprozessrechnung ausgewählt und entsprechend angepasst und erweitert.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung der EVoMoT-Methode, einer Methode zum Übertrag von Ergebnissen vom Einzylinder- auf den Vollmotor im Rahmen der modellbasierten Applikation in der Großmotorenentwicklung.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen folgen der Fragestellung, welche Methode zur Optimierung der Gemischbildung für den vorliegenden Anwendungsfall am geeignetsten erscheint. Die Arbeit soll daher als Beitrag zur weiteren Vertiefung des Verständnisses der Gemischbildungsvorgänge am hochaufgeladenen Ottomotor mit Luftmengenbegrenzung verstanden werden und deren Ergebnis eine methodische Einordnung des Potentials direkteinspritzender Verfahren (Mehrloch- und Hohlkegelventil) sowie eine Bewertung der um die Saugrohreinspritzung ergänzten, kombinierten Einspritzsysteme am Ottomotor für Anwendungen im Motorsport erlauben.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Aus der Vielzahl flüssiger, sauerstoffhaltiger chemischer Verbindungen werden Vertreter gefiltert, die, außer der Herstellbarkeit aus regenerativen Quellen, die sinnvolle Eignung für die dieselmotorische Verbrennung mit sich bringen.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Im vorliegenden Forschungsprojekt wird ein Antriebskonzept für den Stadt- und Pendelverkehr entwickelt, welches unter anderem die Fragestellung nach einem geeigneten Kraftstoff für nachhaltige Mobilität aufgreift.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erstellung eines phänomenologischen Verbrennungsmodells zur Vorausberechnung des Brennverlaufs. Aufgrund des aktuellen Entwicklungstrends hin zu möglichst geringen NOx-Emissionen, die kleinste Zündölmengen erfordern, beschränkt sich die Betrachtung auf Zündölmengen im Bereich von ca. 1% der Gesamtenergiemenge. Man spricht hierbei von einer Mikropiloteinspritzung.
Aktualisiert: 2022-12-03
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Das Einspritzsystem am Dieselmotor stellt bis heute die mit Abstand wichtigste Komponente dar, mit der man die Gemischbildung und somit das Emissionsverhalten des Motors beeinflussen kann. Die Entwicklung der Einspritzung ist über Jahrzehnte geprägt durch die ständige Steigerung der Einspritzdriicke. In Kombination mit Maßnahmen wie AGR und Hochaufladung bietet die Hochdruck-Einspritzung die Möglichkeit für den Dieselmotor niedrigste Emissionen zu erreichen. Um die zunehmend ambitionierten Verbrauchsziele erreichen zu können, werden beim Dieselmotor die Einspritzdriicke weiter gesteigert.
Momentane Einspritzsysteme für Dieselmotoren im PKW- und LKW-Bereich erreichen bereits Raildriicke von über 2000 bar. Eine weitere Steigerung auf 3000 bar Systemdruck wird intensiv diskutiert. In vielen Studien und Veröffentlichungen konnten positive Einflüsse auf die Gemischbildung, Verbrennung und Emissionsbildung hoher Einspritzdriicke nachgewiesen werden. Um weiterführende Zusammenhänge und Sensitivitäten hinsichtlich der Emissionsbildung, vor allem aber bezüglich der Partikelemissionen, bei so großen Einspritzdrücken durchführen zu können, kam ein modifiziertes Serien Einspritzsystem aus dem On-Road LKW Bereich zum Einsatz.
Die Untersuchung des Einflusses von 3000 bar Systemdruck auf die Spray- und somit Gemischbildung, als auch auf die Hydraulik und letztendlich auf das Motorverhalten wurde bei verschiedenen Düsengeometrien durchgeführt. Die Untersuchungen gliedern sich hierbei in theoretische und experimentelle auf,
In der numerischen CFD-Berechnung3 der Düseninnenströrnung konnte der Einfluss von hohen Drücken auf die Strömungsführung und das Kavitationsverhalten in der Düse untersucht werden. Die experimentellen Untersuchungen teilen sich hierbei in drei wesentliche Einzeluntersuchungen der Injektorhydraulik, des Sprayverhaltens und des Einflusses auf den Motorbetrieb auf.
Die hydraulische Charakterisierung der einzelnen Düsen mit Hilfe eines Einspritzverlaufsindikators bietet im Zusammenspiel mit der optischen Analyse das Grundverständnis für das motorische Verhalten. Als Referenz wurde hierbei die Serien-Düse des Motors verwendet, um ausgehend davon das Potential der neu erstellten Düsengeometrien zu identifizieren. Die motorische Analyse schließt die Untersuchungen ab und zeigt das Potential zur Ruß- und NOœ-Senkung durch 3000 bar Einspritzdruck in Abhängigkeit der Düsengeometrie. Insbesondere auf die Anzahl der emittierten Partikel wurde hierbei der Fokus gelegt, da mit Einführung der EURO VI-Emissionsgesetzgebung, eine in Zukunft neu zu erfüllende Emissionsrestriktion hinzugefügt wurde.
Aktualisiert: 2022-12-03
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