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Projekt
Experimentelle Untersuchung zu zyklischen Schwankungen und Verbrennungsanomalien in modernen H2 DI Motoren
Antragsteller
Dr.-Ing. Marco Günther; Professor Dr.-Ing. Stefan Pischinger
Fachliche Zuordnung
Energieverfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 349537577
In diesem Teilprojekt werden grundlegende Fragestellungen bezüglich anomaler Verbrennungserscheinungen von Wasserstoff in einem direkteinblasenden Motor geklärt, um einen Beitrag zum Verständnis der Wirkmechanismen des Selbstzündungsverhaltens von Wasserstoff im Zusammenhang mit zyklischen Schwankungen zu leisten. Das Teilprojekt verfolgt zwei wesentliche Ziele. Das erste Ziel ist die Analyse von oberflächeninduzierten Zündungsphänomenen für vorgemischte Verbrennung von Wasserstoff bei statischen thermodynamischen Randbedingungen unter Variation einzelner Versuchsparameter in einem Grundlagenexperiment. Dazu wird zunächst ein experimenteller Aufbau für eine Hochdruckkammer entwickelt und konstruiert, um unter kontrollierten Randbedingungen optische Untersuchungen an der Selbstzündung eines vorgemischten Luft-Wasserstoff-Gemisches zu ermöglichen. Durch die Kombination verschiedener optischer Messtechniken wird ein detailliertes Verständnis des Selbstzündungsverhaltens von Wasserstoff an einer kontrolliert beheizten Oberfläche in einer Hochdruckkammer angestrebt. Parallel zu den Hochdruckkammeruntersuchungen werden numerische Simulationen zur Bestimmung der Wandtemperaturverläufe im Motor durchgeführt, welche für die Interpretation der folgenden Experimente in einem Einzylindermotor von großer Bedeutung sind. Weiterhin werden die Wandtemperaturen für die skalenauflösenden Simulationen (LES) in TP 7 bereitgestellt. Das zweite Ziel ist die Analyse anomaler Verbrennungserscheinungen im motorischen Betrieb mit Direkteinblasung. In einer ersten Messphase wird durch einen Einsatz eine temperaturregulierbare Oberfläche in den Brennraum eingebracht und deren Einfluss auf die Selbstzündung und Verbrennung unter Variation verschiedener Betriebsparameter mittels optischer Messtechnik untersucht. In der zweiten Messphase wird zusätzlich noch der Einfluss gezielter Mischungsstratifizierung durch eine zeitlich versetzte Sekundäreinblasung von Wasserstoff analysiert. Erkenntnisse aus dem Grundlagenexperiment sollen hier zum Verständnis und zur Interpretation der beobachteten Verbrennungsphänomene beitragen. Darüber hinaus wird ein Abgleich der experimentellen Daten mit den hochaufgelösten 3D-CFD Simulationen seitens TP 7 angestrebt, um gemeinsam entlang der gesamten motorischen Wirkungskette die Entstehungsprozesse von Verbrennungsanomalien (Vorentflammung bzw. oberflächeninduzierten Zündungen und Klopfen) sowie deren Abhängigkeit von lokalen zyklischen Schwankungen zu evaluiert.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
