Der Großmotoren-Teststand am Paul Scherrer Institut wurde im Rahmen des Schweizer Competence Centers für Energie und Mobilität realisiert, um den wachsenden Forschungsbedürfnissen nach besseren Verbrennungskonzepten für marine Anwendungen und Energieerzeugung gerecht zu werden neue Konzepte der Aufladung und Verbrennung werden in Hinsicht auf die in Zukunft verschärfte Abgasverordnung untersucht Dieser Beitrag präsentiert Basismessungen und neue Konzepte der Wärmeentwicklungs- und Stickoxidanalyse für einen großen Einsatzbereich. Zuerst wird die charakteristische Mischrate als ein Schlüsselparameter zur Charakterisierung des Turbulenzeinfluss auf die motorische Diffusionsverbrennung eingeführt. Als Strömungssignatur eines gegebenen Brennverfahrens reflektiert dieser Parameter einerseits die luftseitige Grundturbulenz und andererseits deren kurzfristige Erhöhung durch Einspritzung und darauffolgender Verbrennung. Ein einfacher und effizienter Algorithmus zur Vorhersage der NO(x)-Emissionen entwickelt, der auf den Erkenntnissen der erzielten Mischrate aus der Wärmeentwicklungsanalyse basiert. Dieser verwendet eine virtuelle NO(x)-Zone im Verbrannten mit einem charakteristischen, von wenigen Experimenten abgeleiteten 1-Wert. Die zugehörige Temperatur wird thermodynamisch konsistent gemäß der angenommenen Stöchiometrie definiert. Interessanterweise konnte für diesen NO(x)-charakteristischen, stöchiometrienahen X-Wert eine Abhängigkeit von der oben erwähnten turbulenten Mischungsrate nachgewiesen werden. Ein Vergleich zwischen NO(x)-Messung und Rechnung mit diesem Ansatz ergibt eine qualitativ sehr gute und quantitativ zufriedenstellende Übereinstimmung.
Verbrennungs- und Emissionsanalysen in einem mittelschnelllaufenden 4-Takt Common-Rail Grossdieselmotor
Combustion and emission analysis in a 4-stroke common rail medium-speed large diesel engine
2009
16 Seiten, 17 Bilder
(angebunden)
Conference paper
German
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