Rollbusch C. Einfluss von Höchstdruckeinspritzung und üsendurchfluss auf das Emissionsverhalten eines kleinen Nutzfahrzeug-Dieselmotors

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur (Dr.-Ing.) der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik
der Universität Rostock, Stuttgart, 2015. — 163 p.Inhalt
Vorwort
Inhalt
Symbole
Abkürzungen
Kurzfassung
Abstract
Einleitung
Zielsetzung
Stand der Technik
Gemischbildung bei direkter Einspritzung
Düseninnenströmung
Strahlzerfall
Strahlausbreitung und Verdampfung
Interaktion zwischen Spray und Brennraumwand
Dieselmotorische Verbrennung
Zündverzug und Selbstzündung
Verbrennungsablauf
Abgaszusammensetzung und Schadstoffbildung
Stickoxidemissionen – NOx
Partikelemissionen – Ruß
Ruß-NOx-Trade-Off
Einfluss der Einspritzdüsenauslegung
Bauformen von Einspritzdüsen
Hydraulischer Düsendurchfluss und Durchflussbeiwert
Spritzlochgeometrie
Methodik und Werkzeuge
Motorische Untersuchungen
Versuchsträger
Eingesetzte Düsengeometrien
Einspritzsystem
Messtechnik
Versuchsrandbedingungen
Methodik der Versuchsdurchführung
Messtechnik zur Charakterisierung der Einspritzdüsen
Bestimmung des Düsendurchflusses
Bestimmung der Strahlkraft und davon abgeleiteter Größen
Bestimmung der Einspritzrate
Motorsimulation zur Analyse innermotorischer Vorgänge
Vorgehensweise Motorsimulation
Empirische Modellierung der Gemischbildung
Berechnung des diffusiven Verbrennungsanteils
Empirische Modellierung der Freistrahlausbreitung
Berechnung der Spraypenetration und des Spraykegelwinkels
Berechnung des Lufteintrags in das Spray
Berechnung des Sprayvolumens
Berechnung des Verbrennungsluftverhältnisses im Spray
Diskussion der Ergebnisse
Hydraulische Messungen
Untersuchung der Einspritzrate
Untersuchung der Strahlkraft und davon abgeleiteter Größen
Betrachtung der Druckverluste
Optische Strahlbildmessungen
Motorversuche mit Basisdüsenauslegung
Einfluss Einspritzdruck
Einfluss Aufladung
Fazit Motorversuche mit Basisdüsenauslegung
Motorversuche mit variiertem hydraulischen Düsendurchfluss
Teillastbetrieb
Volllastbetrieb
Fazit Motorversuche mit variiertem hydraulischen Düsendurchfluss
Simulationsrechnungen
Einfluss Einspritzdruck
Einfluss Ladedruck
Einfluss hydraulischer Düsendurchfluss
Fazit der Simulationsrechnungen
Zusammenfassung
Literatur
Anhang
Anhang A: Messstellenplan
Anhang B: Berechnung der AGR-Rate
Anhang C: Motorsimulation
Anhang D: Ergänzende Ergebnisse aus den Motorversuchen
Erklärung
Lebenslauf