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Forschungsbereich
Antriebssysteme

Motorprozess

Als Motorprozess bezeichnet man die thermodynamischen Vorgänge rund um die eigentliche Energiewandlung im Verbrennungsmotor. Das umfasst den Hochdruckprozess, den Ladungswechsel, aber auch die Aufladung. Der Prozess stellt somit den Kern jedes Motors dar, und auch nach 150 Jahren Entwicklung gibt es ausreichend Forschungsbedarf.

Der Motorprozess bestimmt Leistung, Verbrauch und Emissionen eines jeden Verbrennungsmotors. Die umfangreichen und komplexen anderen Teile moderner Antriebe, wie Hybridsystem und Abgasnachbehandlung, ließen den Grundmotor und dessen Prozess in der Vergangenheit allerdings etwas in den Hintergrund rücken. Das liegt vor allem daran, dass eine weitere Verbesserung des Prozesses mitunter recht kostenintensiv ist, was vor allem an Systemen zur weiteren Steigerung der Variabilität liegt. Die strenge CO2 Gesetzgebung erfordert jedoch, auch dieses Potential in die Entwicklung miteinzubeziehen, und dabei auch aufwändigere Systeme als bisher zu verwenden. Beispiele für derartige Systeme sind variables Verdichtungsverhältnis, variable Steuerzeiten oder auch verlängerte Expansion.

Die Untersuchung von Motorprozessen erfordert mehr als die meisten anderen Themen eine starke Verknüpfung von Experiment und Simulation. Am Prüfstand stellt die sorgfältige Zylinderdruckindizierung, die genaue Kraftstoffverbrauchsmessung und die Messung der Emissionen die Basis dar. Alle Prüfstände des Bereichs Antriebssysteme verfügen über die nötige Messtechnik auf dem neusten Stand.

 Der mögliche Beitrag der Simulation ist vielfältig und erstreckt sich von nulldimensionaler Prozessanalyse und -simulation über eindimensionale Ladungswechselsimulation (1D-CFD) bis zur dreidimensionalen Simulation der Fluiddynamik (3D-CFD). Bei der FVT stehen alle erforderlichen Werkzeuge zur Verfügung.

Durch zahlreiche Projekte konnte in der Vergangenheit ein umfangreiches Konw-How bei der Untersuchung von Motorprozessen aufgebaut werden. Die fundierte Beurteilung von Motorprozessen erfordert eine sehr grundlegende Herangehensweise mit einer starken Einbeziehung der Theorie und einer intensiven Verknüpfung von Messung und Simulation.

Als Beispiel einer erfolgreichen Kampagne sei das Projekt verlängerte Expansion angeführt.