Potenzial extrem hoher Zylinderdrücke in Großdieselmotoren

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Horst Rulfs
Mitarbeiter: Dipl.-Ing. K. Ruschmeyer
Laufzeit: 01.08.2006 - 30.04.2010

 

In der Entwicklung von Viertakt-Großdieselmotoren wird die weitere Steigerung der Nutzmitteldrücke u. a. durch die heutigen Grenzen der Abgasturboaufladung eingeschränkt. Mit Hilfe einer zweistufigen Aufladung könnten zukünftig die Nutzmitteldrücke und damit konsequenterweise auch die Zylinderspitzendrücke erheblich erhöht werden, um dadurch sehr kompakte Großdieselmotoren mit günstigem Gewicht und geringen leistungsbezogenen Herstellungskosten anzubieten.

In dem Einzylinder-Forschungsmotor der TUHH sollen nach einem umfangreichen Umbau (D=265 mm, n=750 min-1) mit elektronisch gesteuerter Einspritzung und Fremdaufladung die Nutzmitteldrücke auf ca. 40 bar und die Zylinderspitzendrücke auf etwa 360 bar gesteigert werden.

Die erforderliche Vorauslegung von Arbeitsprozess und Aufladung mit Hilfe modifizierter Simulationsmodelle dient vornehmlich dazu, die Matrix von Motoreinstellparametern (Aufladung, Einspritzung, Ladungswechsel usw.) auf aussichtsreiche Kombinationen einzuschränken. Die empirisch abgesicherten Modelle zur Simulation der Prozesse und Schadstoffbildung im Brennraum sind hierfür an die extremen Betriebsbedingungen anzupassen. Diese theoretischen Untersuchungen unterstützen die Grundauslegung von Einspritzsystem, Brennraum und Ventilsteuerzeiten (u. a. für den Miller-Prozess).