Der Entwicklung zukünftiger Ottomotoren stehen eine Reihe von technischen Herausforderungen gegenüber. Dazu zählen die in den letzten Jahren deutlich verschärften CO_2-Grenzwerte und zukünftig strengeren Emissionsanforderungen sowie das gesteigerte Umweltbewusstsein der Gesellschaft. Um den Kraftstoffverbrauch und somit den CO_2-Ausstoß im Zyklus sowie im realen Kundenfahrbetrieb weiter zu senken, muss insbesondere das Gesamtsystem des Powertrains optimiert werden. Neben den Maßnahmen, wie das Downsizing des Verbrennungsmotors und die Elektrifizierung des Antriebsstrangs, muss auch das Brennverfahren weiter verbessert werden. Hierfür bietet die Magerverbrennung einen enormen Wirkungsgradvorteil im Vergleich zur stöchiometrischen Verbrennung.
Exemplarisch wird dazu in der vorliegenden Dissertation über ein ottomotorisches Magerverbrennungskonzept in Kombination mit einem elektrifizierten Antriebsstrang berichtet. Hierbei wird die überstöchiometrische Verbrennung experimentell und simulativ untersucht und bewertet, welche Maßnahmen zu einer Verbrauchsverbesserung, bei gleichzeitig niedrigen Stickoxidemissionen und guter Laufruhe des Motors, beitragen können. Ferner werden die verschiedenen Magerverbrennungskonzepte für den WLTC am Prüfstand sowie rechnerisch, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Elektrifizierungsgrade, bewertet.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Der Entwicklung zukünftiger Ottomotoren stehen eine Reihe von technischen Herausforderungen gegenüber. Dazu zählen die in den letzten Jahren deutlich verschärften CO_2-Grenzwerte und zukünftig strengeren Emissionsanforderungen sowie das gesteigerte Umweltbewusstsein der Gesellschaft. Um den Kraftstoffverbrauch und somit den CO_2-Ausstoß im Zyklus sowie im realen Kundenfahrbetrieb weiter zu senken, muss insbesondere das Gesamtsystem des Powertrains optimiert werden. Neben den Maßnahmen, wie das Downsizing des Verbrennungsmotors und die Elektrifizierung des Antriebsstrangs, muss auch das Brennverfahren weiter verbessert werden. Hierfür bietet die Magerverbrennung einen enormen Wirkungsgradvorteil im Vergleich zur stöchiometrischen Verbrennung.
Exemplarisch wird dazu in der vorliegenden Dissertation über ein ottomotorisches Magerverbrennungskonzept in Kombination mit einem elektrifizierten Antriebsstrang berichtet. Hierbei wird die überstöchiometrische Verbrennung experimentell und simulativ untersucht und bewertet, welche Maßnahmen zu einer Verbrauchsverbesserung, bei gleichzeitig niedrigen Stickoxidemissionen und guter Laufruhe des Motors, beitragen können. Ferner werden die verschiedenen Magerverbrennungskonzepte für den WLTC am Prüfstand sowie rechnerisch, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Elektrifizierungsgrade, bewertet.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Die Magerverbrennung stellt für moderne Fluggasturbinen eine vielversprechende Möglichkeit zur Verminderung der NOx-Emissionen dar, deren Ausstoß in jüngster Vergangenheit Gegenstand restriktiver Reglementierungen geworden sind.
Künftig soll ein noch größerer Anteil der durch den Verdichter komprimierten Luft für die Magerverbrennung zur Verfügung stehen. Diese zusätzliche Verbrennungsluft soll durch eine Verringerung der zur Brennkammerwandkühlung verfügbaren Kühlluftmenge gewonnen werden. Um die Zuverlässigkeit und die geforderte Lebensdauer der zu kühlenden Brennkammerbauteile sicherzustellen, ist ein umfassendes Wissen über die den Wärmeübergang bestimmenden Einflussparameter und deren Wechselwirkung bei der Auslegung der Brennkammerkühlung unabdingbar. Die Studie widmet sich daher einer detaillierten Untersuchung der Wechselwirkung einer verdrallten Brennkammerhauptströmung mit brennkammertypischen Kühlapplikationen in Form von Startfilm- und Effusionskühlung.
Aktualisiert: 2022-12-21
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