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Von der Gemischbildung zu den Schadstoffemissionen im Dieselmotor auf direktem Weg

Autor :Peter Alberti
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Maschinenbau
Datum :13.10.2010
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00009302
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Ziel der Weiterentwicklung moderner Dieselmotoren ist es die zukünftigen Emissionsgrenzwerte einzuhalten und gleichzeitig die Kundenanforderungen an Komfort, Leistung und geringen Kraftstoffverbrauch zu erfüllen. Die Senkung des Kraftstoffverbrauchs rückt dabei immer mehr in den Vordergrund. Dies hat zwei Gründe. Zum einen sollen die Automobilhersteller für den europäischen Markt im Mittel einen Flottenverbrauch von zunächst maximal CO2 = 120 g km realisieren, zum anderen wird für den Kunden die Kraftfahrzeugsteuer abhängig vom CO2-Ausstoß berechnet. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig unter den gegebenen Randbedingungen die Effizienz der Dieselmotoren zu steigern. Eine Optimierung der Dieselmotoren ist aber nur mit einem grundlegenden Verständnis der Schadstoffentstehung im Brennraum möglich. Die Schadstoffentstehung wird grundlegend von der Gemischbildung im Brennraum bestimmt. Deshalb wird in dieser Arbeit ein direkter Zusammenhang zwischen der Gemischqualität und den Schadstoffemissionen hergestellt. Um die Gemischbildung zu untersuchen wurden Versuche an den Komponentenprüfständen Druckkammer und Einspritzmengenindikator sowie an einem Einzylindertriebwerk durchgeführt. Dabei wurden die Einspritzbedingungen durch Variation der Parameter Einspritzdruck und -menge sowie die Saugrohrbedingungen durch Variation der Parameter Saugrohrtemperatur und -druck verändert. Für jede Parameterkombination wurde eine Variation des Luft- Kraftstoffverhältnisses bei zunächst konstanter Drehzahl von 2000 1 min durchgeführt. Zur Charakterisierung der Gemischqualitätwurde der Parameter λStrahl definiert. λStrahl wurde mit Hilfe der Untersuchungen an den Komponentenprüfständen bestimmt und auf einen Einzylindermotor übertragen. Mit den Eingangsparametern λStrahl und den jeweiligen Einspritz- und Saugrohrbedingungen können die Schadstoffemissionen aus den aufgestellten Modellen berechnet werden. Anhand von weitergehenden Betrachtungen der Einzylinderuntersuchungen konnte ein neuer Parameter λStrahl,Grenz definiert werden. λStrahl,Grenz wird dazu genutzt die teilhomogene und die inhomogene Verbrennung voneinander zu unterscheiden und Betriebsbedingungen abzuleiten, die für die Umsetzung der teilhomogenen Verbrennung nötig sind. Es konnte nachgewiesen werden, dass die aufgestellten Berechnungsmodelle für Drehzahlen von 1500 1 min bis 3000 1 min extrapoliert werden können. Zur gleichzeitigen Bewertung aller Schadstoffemissionen wird die Emissionszahl eingeführt. Durch optimieren des Teillastkennfeldes unter Anwendung der Emissionszahl werden optimale Parametereinstellungen berechnet, die den Schadstoffausstoß sowie den Ausstoß an CO2 minimieren. Zukünftig können diese Vorgehensweise und die Parameter auf ähnliche Dieselmotoren übertragen werden. Dadurch ist es möglich optimale Eingangsparameter zu berechnen und eine Minimierung des Schadstoffausstoßes zu erzielen und die Betriebsbereiche der teilhomogenen Verbrennung zu erweitern.
Schlagwörter :Komponentenprüfstände
Rechte :Dieser Text ist urheberrechtlich geschützt
Größe :II, 142 S.
 
Erstellt am :30.11.2010 - 13:04:53
Letzte Änderung :01.12.2010 - 13:43:54
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00009302
Statische URL :http://edoc.bibliothek.uni-halle.de/servlets/DocumentServlet?id=9302