Ein viel versprechender Ansatz, sowohl Schadstoffausstoß als auch Kraftstoffverbrauch bei Ottomotoren zu senken, stellt der Einsatz der kontrollierten Selbstzündung dar. Sie zeichnet sich durch einen guten Wirkungsgrad und geringe NO(x)-Emissionen aus, wodurch eine teure Abgasnachbehandlung wie bei anderen Magerkonzepten entfallen kann. Die Selbstzündung wird durch sehr hohe Restgasgehalte realisiert, so dass sich das Luft-/Kraftstoffgemisch während der Kompression entzünden kann. Dabei spielt die Schichtung des Gemisches und der Ventilstrategie eine besondere Rolle, um einen guten Wirkungsgrad erzielen zu können. Die im Beitrag gezeigten Versuchsdaten wurden an einem Einzylinder-Forschungsmotor mit elektromechanischem Ventiltrieb (EMVT) und wahlweise externer oder interner Gemischbildung durchgeführt. Zunächst werden die experimentellen Untersuchungen an folgenden Punkten erläutert: 1. Stationärer Motorbetrieb; 2. Transienter Motorbetrieb; 3. Verbrennungseigenleuchten. Schließlich werden die numerischen Modelle vorgestellt, um zum einen ein detailliertes Verständnis der Prozesse im Brennraum zu erlangen und weiterhin ein zukünftiges Regelungskonzept zu entwickeln. Das langfristige Ziel des Sonderforschungsbereichs ist es, einen modellbasierten prädiktiven Regler (MPR) zu entwickeln, der auf einem physikalischen Entwurf basiert. Für die Regelung wird ein Modell benötigt, das so weit reduziert ist, dass innerhalb eines Zyklus das Modell online berechnet, mit Messungen abgeglichen und linearisiert sowie der eigentliche Regelalgorithmus ausgeführt werden kann. Zur Verwendung auf einem Steuergerät muss das Modell in einer kompilierfähigen höheren Programmiersprache, wie C, vorliegen. Ein künstliches neuronales Netz (KNN) erfüllt die beschriebenen Anforderungen einer geringen numerischen Komplexität. Abschließend werden die Ergebnisse der detaillierten Verbrennungsberechnung mit CFD und Mehrzonenreaktionskinetik und des reduzierten Modells mit angeschlossener 1-D-Ladungswechselrechnung vorgestellt und mit experimentell gewonnenen Daten des betrachteten Einzylinder-Forschungsmotor verglichen.
Aspekte der ottomotorischen Selbstzündung - Entwicklung eines Regelungskonzepts
Motortechnische Zeitschrift ; 70 , 4 ; 294-301
2009
8 Seiten, 9 Bilder, 13 Quellen
Article (Journal)
German
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