Die Vorausberechnung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen von Fahrzeugen stellt eine der aktuellen Herausforderungen in der Fahrzeugentwicklung dar. Da ein Großteil der Gesamtemissionen während des Motorwarmlaufs entsteht, hat diese Zeitspanne besondere Bedeutung. Am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der Technischen Unviersität Graz wurde im Rahmen des Christian Doppler Laboratoriums für Thermodynamik des Verbrennungsmotors in Zusammenarbeit mit der AVL List GmbH ein Modell zur Simulation des Aufwärmeverhaltens von Verbrennungsmotoren entwickelt. Die Struktur des Motors wird als thermisches Netzwerk abgebildet. Im Vergleich zu Berechnungen mit der Finiten-Elemente-Methode ist die Anzahl der Elemente (Knoten) erheblich reduziert. Die Wärmeströme zwischen den einzelnen Knoten werden aus geeigneten Wärmeübertragungsbeziehungen berechnet. Die Kreisläufe von Öl und Kühlwasser sowie die Wärmeübertragung zwischen Festkörper und Fluid werden in diesem Modell ebenso abgebildet. Das Ansetzen der Energiegleichung für jeden Knoten ergibt ein Gleichungssystem, welches das thermische Verhalten des Motors beschreibt. Die Anbindung an ein Gesamtfahrzeug- und ein Motorprozesssimulationsprogramm ermöglicht die Verwendung genauer Randbedingungen für die Simulation des Aufwärmverhaltens. Die Verifikation des Modells erfolgte anhand von Messungen an einem PKW-Dieselmotor.
Simulation des Motoraufwärmverhaltens
Simulation of engine warm-up
2000
14 Seiten, 7 Bilder, 1 Tabelle, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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