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Teilvorhaben 2: Direkteinspritzventilentwicklung^KMU-innovativ - Klimaschutz: Entwicklung eines vielstofffähigen Treibstoffdirekteinspritzsystems für großvolumige stationäre Verbrennungsmotoren zur Stromerzeugung^Teilvorhaben 1: Applikation Treibstoffdirekteinspritzsystem, Teilvorhaben 3: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Optimierung des Kraftstoffsystems

Verminderung des CO2 Ausstoßes dieselmotorischer Brennverfahren bei gleichzeitiger Absenkung der limitierten Schadstoffe für das Jahr 2014

Teilvorhaben 2: Direkteinspritzventilentwicklung^KMU-innovativ - Klimaschutz: Entwicklung eines vielstofffähigen Treibstoffdirekteinspritzsystems für großvolumige stationäre Verbrennungsmotoren zur Stromerzeugung, Teilvorhaben 1: Applikation Treibstoffdirekteinspritzsystem

KMU-innovativ - Klimaschutz: Entwicklung eines vielstofffähigen Treibstoffdirekteinspritzsystems für großvolumige stationäre Verbrennungsmotoren zur Stromerzeugung, Teilvorhaben 2: Direkteinspritzventilentwicklung

Sonderforschungsbereich (SFB) 606 Instationäre Verbrennung, Transportphänomene, Chemische Reaktionen, Technische Systeme, Rußbildung in DI-Motoren

In DI-Motoren findet in unmittelbarer Umgebung des Einsprizstrahles eine brennstoffreiche Verbrennung statt, die mit der Bildung und Emission von Ruß einhergeht. Im Hinblick auf die Einhaltung gegenwärtiger und künftiger Abgasnormen, kommt dem Rußemissionsverhalten bei Lastwechseln des Motors besondere Bedeutung zu. Ziel des Projektes ist es, mittels laserdiagnostischer Verfahren die Bildung von Ruß im Brennraum sowie die Rußemission im Abgastrakt von DI-Motoren bei Lastwechseln zu untersuchen.

Advanced D.I. Gasoline Engine

According to the trend of vehicle population in Europe, DI (Direct Injection) gasoline engines for passenger cars show a significant market penetration (25 per cent) by 2010, but with some volumes starting from 2002/2005. The reason for the diffusion of such an engine type is its foreseen ability to meet very severe carbon dioxide (i.e. fuel consumption) limits that will be enforced after the 2000, as proposed by the European Parliament. Till now the various approaches to the DI gasoline engine have shown the typical aspects of basic research dealing with particular and limited topics that will give solutions not able to be transferred into production concepts; a long time is requested to really impact on the production because the basic research output has to be reviewed from an industrial point of view. The market expectations of 2002/2005 are not consistent with such a long-term research: the present approach has to be modified by orienting the single research topics to the application and, above all, by structuring the single problems and their possible solutions in a general programme. - The main aobjective of the project is the realization of research prototype demonstrators of the DI gasoline engine which, tested at vehicle level on the European ECE+EUDC driving cycle, will be able to show: - more than 15 per cent lower than the CO2 proposed European Parliament limits; - pollutant reduction down to 1.5/0.2 g/km of CO/HC+NOx.

Untersuchung der Gemischbildung und Verbrennung im direkteinspritzenden Viertakt-Ottomotor

Im Vorhaben Direkteinspritzung Ottomotor wird der Einfluss der Gemischbildung auf die Verbrennung und die Schadstoffemission beim direkteinspritzenden Ottomotor untersucht. Die Arbeiten liefern Aussagen ueber die Zustaende zum Zeitpunkt der Zuendung, waehrend der Entflammungsphase, sowie ueber die Ausbreitung der Flamme im Brennraum. Um die Zustaende im Bereich der Zuendkerze zu beschreiben, werden die oertlichen Luftverhaeltnisse und die Stroemungsbedingungen von der Einspritzung bis zur Verbrennung durch bereits in anderen Forschungsarbeiten erfolgreich eingesetzte Messtechniken (CARS, LDA) bestimmt. Darueberhinaus werden die nicht von der Flamme erfassten Brennraumbereiche mit Hilfe der Vielfach-Lichtleiter-Messtechnik charakterisiert und durch Vergleichsbetrachtungen werden deren Beitraege zur Schadstoffemission analysiert.

Untersuchung der Spuelung und Gemischbildung in einem schlitzgesteuerten Zweitakt-Ottomotor mit luftunterstuetzter direkter Kraftstoffeinspritzung

Der schlitzgesteuerte Zweitakt-Ottomotor mit luftunterstuetzter Direkteinspritzung stellt eine fuer die Zukunft interessante und erfolgversprechende Alternative zum Viertakt-Ottomotor dar. Zu dieser Bauart sind jedoch hinsichtlich des Zusammenwirkens von Spuelung und innerer Gemischbildung nur wenige grundlegende Veroeffentlichungen bekannt. Allerdings bietet sie ein hohes Potential, da die konstruktive Einfachheit und bauliche Kompaktheit - welche die groessten Vorteile dieses Zweitaktmotors darstellen - beibehalten werden koennen. Darueber hinaus steht zu erwarten, dass durch die luftunterstuetzte direkte Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum die Abgasemissionswerte niedrig zu halten sind. Bereitstellung von Basiswissen fuer die stroemungstechnische Auslegung von schlitzgespuelten Zweitaktmotoren zur Einschaetzung der Spuelqualitaet, des Luftaufwandes und der Gemischbildung. Verbesserung der numerischen Simulation der Spuelstroemung, experimentelle Untersuchung der luftunterstuetzten Direkteinspritzung und Gemischbildung sowie ihre Auswirkung auf den motorischen Prozess.

Untersuchungen zur Entwicklung einer rußfreien Verbrennung bei Dieselmotoren mit Direkteinpritzung

Dieselmotoren stellen heute die Antriebsquelle für Kraftfahrzeuge aller Art mit dem höchsten Wirkungsgrad dar. Nur durch ihren Einsatz lassen sich die gesteckten Ziele zur Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes im Hinblick auf den Treibhauseffekt erreichen. Ein großes Problem stellt jedoch die Rußemission dieser Motoren dar, die mit heutigen Brennverfahren innermotorisch nicht in dem gewünschten Maß reduziert werden kann. Dies erfordert den Einsatz komplexer und teurer Abgasnachbehandlungssysteme, deren Funktionstüchtigkeit jedoch bei weitem noch nicht zufriedenstellend ist. Die Hauptquelle für die Rußemission eines Dieselmotors stellt das Zusammentreffen von noch flüssigem Kraftstoff mit der Flamme dar. Dies ist insbesondere bei Motoren mit Direkteinspritzung der Fall, bei denen die Einspritzung aus Geräuschgründen in eine Vor- und eine Haupteinspritzung unterteilt ist. Nach der Zündung des voreingespritzten Kraftstoffes erfolgt die Haupteinspritzung direkt in die Flamme, was eine erhöhte Rußbildung zur Folge hat. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll ein Brennverfahren entwickelt und untersucht werden, welches eine räumliche Trennung der Einspritzungen vornimmt und damit die Rußbildung weitestgehend vermeidet. Im Einzelnen wird dazu ein Einspritzsystemaufbau entwickelt und an einem Versuchsmotor appliziert, der eine ausreichende Flexibilität zur Umsetzung der Einspritzstrategie und des Brennverfahrens besitzt. Die Effekte des modifizierten Einspritzverfahrens auf den Verbrennungsablauf werden sowohl mittels konventioneller Zylinderdruckindizierung und Abgasanalyse als auch mittels hoch komplexer optischer Messtechnik untersucht.

Stroemungsuntersuchungen im Brennraum von Verbrennungsmotoren mit Lasermesstechnik

Die Stroemungsvorgaenge im Brennraum von Verbrennungsmotoren waehrend der Ansaugphase bis zum Beginn der Zuendung beeinflussen in entscheidendem Masse den Ablauf der Verbrennung, die wiederum fuer Kraftstoffverbrauch und Hoehe der Emission verantwortlich ist. Besonders kritisch -und bisher nur unbefriedigend geloest- sind die Vorgaenge bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung, da die Ladungsbewegung ausschlaggebend fuer die Guete der Gemischbildung ist. Zur Visualisierung der Luftbewegung werdem am realen Motor moderne Lasermessverfahren wie PIV, PTV, LIV, Schlierenmesstechnik und Lichtleitmesstechnik eingesetzt. Diese Messtechniken sind am Institut vorhanden. Mit diesen Verfahren lassen sich auch Stroemungsvorgaenge (Verteilung) im Katalysator untersuchen.

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