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Titel:

Mitteldruck 30 bar bei Gasmotoren

Dokumenttyp:
Report / Forschungsbericht
Autor(en):
Eicheldinger, S.; Nguyen, H.; Dohrmann, S.; Kuppa, K.; Wachtmeister, G.; Prager, M.; Dinkelacker, F.
Herausgeber:
Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V.
Band / Teilband / Volume:
R 582
Abstract:
Eine Steigerung der Leistungsdichte bei Gasmotoren verspricht eine Erhöhung des Wirkungsgrades und eine Senkung der leistungsbezogenen Anfangsinvestition. Darum sollen in diesem Forschungsvorhaben Brennverfahren für Großgas-Ottomotoren entwickelt werden, mit welchen effektive Mitteldrücke von mindestens 30 bar unter Einhaltung der gültigen Abgasvorschriften darstellbar sind. Die Schwerpunkte sind dabei die Ausdehnung der Zündgrenzen und die Verschiebung der Klopfgrenze. Die Untersuchungen zeigen, dass BMEP > 30 bar mit verschiedenen Motorkonfigurationen aus Zündsystem, Kolben und Ventilsteuerzeiten, die entsprechend dem Motoreinsatzzweck gewählt werden müssen, darstellbar sind. Besonders wirkungsvoll sind dabei extreme Miller- Ventilsteuerzeiten, welche hohe Ladedrück über 9 bar benötigen. Es sind Betriebspunkte mit hohen Wirkungsgraden, niedrigen THC-Emissionen und TA Luft NOx-Emission < 500 mg/m³ möglich. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades über die Last wurde experimentell bis 37 bar IMEP nachgewiesen. Parallel wurden numerische Simulationen durchgeführt. Hierbei wurde die Vorkammerverbrennung mit gespülter Brennkammer besonders untersucht. Dazu wurde ein neues Verbrennungsmodell für die kombinierte Vormisch-Diffusionsverbrennung entwickelt und mit eigenen Validierungsmessungen abgestimmt. Mit einer neuen Korrelation für die laminare Brenngeschwindigkeit für den gesamten Gasmotoren-Parameterbereich wurden verschiedene Konfigurationen in guter Übereinstimmung zu den Messungen in München berechnet. Die Vorgänge in der gespülten Vorkammer hängen stark von Details der Geometrie ab. Die Heißgasjets der gespülten Vorkammer erzeugen sehr hohe Turbulenzgrade im Brennraum.
Beauftragende Einrichtung:
Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V.
Jahr:
2018
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