Untersuchung moderner ottomotorischer Brennverfahren zur Reduktion der Partikelemissionen:
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München
LVK Lehrstuhl f. Verbrennungskraftmaschinen
2014
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS I
ABBILDUNGSVERZEICHNIS III
1. EINLEITUNG UND ZIELE DER ARBEIT 1
1.1 EINLEITUNG 1
1.2 ZIELE UND AUFBAU DER ARBEIT 3
2. OTTOMOTORISCHE BRENNVERFAHREN MIT BENZINDIREKTEINSPRITZUNG 5
2.1 BETRIEBSARTEN MIT FREMDZUENDUNG IM SERIENEINSATZ 6
2.2 KONTROLLIERTE SELBSTZUENDUNG (HCCI) 9
3. GRUNDLAGEN DER VERBRENNUNGSPROZESSE UND EMISSIONSENTSTEHUNG 11
3.1 MOTORISCHE VERBRENNUNGSPROZESSE 11
3.1.1 EINFLUESSE AUF DIE
MOTORISCHE VERBRENNUNG 11
3.1.2 BESCHREIBUNG VON ZUENDUNGS- UND VERBRENNUNGSVORGAENGEN MITTELS
REAKTIONSKINETIK 13
3.2 BILDUNG VON STICKOXIDEN 17
3.3 ENTSTEHUNG VON PARTIKEL- UND RUSSEMISSIONEN 19
3.3.1 CHEMISCHE UND PHYSIKALISCHE PROZESSE BEI DER RUSSENTSTEHUNG 22
3.3.2 RUSSENTSTEHUNG BEI
MOTORISCHER VERBRENNUNG 24
4. KONZEPTIONIERUNG DES VERSUCHSTRAEGERS FUER EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN 26
4.1 ZIELSETZUNG UND
BASISMOTOR 26
4.2 MODULARES GESAMTMOTORKONZEPT 27
4.3 ZY LINDERKOPFKONZEPTIONIERUNG 29
4.3.1 INTEGRATION VOLLVARIABLER VENTILTRIEB 29
4.3.2 VARIABLE EINSPRITZSYSTEME FUER GEMISCHBILDUNG 32
4.3.3 AUFBAU TRANSPARENTMOTOR 33
4.3.4 THERMISCHE AUSLEGUNG
DES MOTORS 34
4.4 MOTORSTEUERUNG UND PRUEFSTANDSAUTOMATISIERUNG 35
4.5 ' MOTOR- UND ABGASMESSTECHNIK 36
5. NUMERISCHE MODELLIERUNG DES MOTORPROZESSES 39
5.1 ZIELE UND ANFORDERUNGEN DER SIMULATIONSMETHODEN 40
5.2 ANALYSE UND BERECHNUNG MITTELS 1 D-SIMULATION 41
5.3 3D-CFD-SIMULATION DES MOTORPROZESSES 44
5.3.1 MOTORNETZE UND LADUNGSWECHSELBERECHNUNG 44
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5.3.2 MODELLIERUNG DER EINSPRITZUNG
UND GEMISCHBILDUNG 46
5.3.3 BESCHREIBUNG DER HCCI-VERBRENNUNG 48
5.3.4 ABSCHAETZUNG DER ENTSTEHUNG VON
PARTIKELEMISSIONEN 54
6. UNTERSUCHUNG HOMOGENER VERBRENNUNG MIT FREMDZUENDUNG 56
6.1 EINFLUESSE BEI
HOMOGENEN STOECHIOMETRISCHEN BRENNVERFAHREN 56
6.2 EINFLUESSE BEI
MAGERBRENNVERFAHREN 62
7. UNTERSUCHUNGEN MIT KONTROLLIERTER SELBSTZUENDUNG 65
7.1 INITIIERUNG UND
STEUERUNG DER HCCI-VERBRENNUNG 65
7.2 EINFLUSS DER MOTORPERIPHERIEGROESSEN 68
7.3 EINFLUSS DER VENTILSTEUERZEITEN 75
7.3.1 AUSWIRKUNGEN DER AUSLASSSTEUERZEIT 76
7.3.2 AUSWIRKUNGEN DER EINLASSSTEUERZEIT 79
7.4 EINFLUSS DER EINSPRITZSTRATEGIE 82
7.4.1 AUSWIRKUNG EINER
PILOTEINSPRITZUNG 85
7.4.2 AUSWIRKUNG EINER KUEHLUNGS- BZW. SCHICHTUNGSEINSPRITZUNG 88
7.4.3 AUSWIRKUNG KOMBINIERTER
EINSPRITZUNGEN 91
7.5 REALISIERUNG UND
REGELUNG DES HCCI-BETRIEBS 93
8. BEWERTUNG UND VERGLEICH DER BRENNVERFAHREN 98
8.1 VERGLEICH DIREKTEINSPRITZENDER BRENNVERFAHREN 98
8.2 SIMULATIVE ABSCHAETZUNG DER
EMISSIONEN IM FAHRZYKLUS 101
9. ZUSAMMENFASSUNG 105
10. LITERATURVERZEICHNIS 107
II |
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