Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)

Wandwärmeverluste in strahlgeführt betriebenen Ottomotoren

Versuchsaggregat mit Koppelgetriebe
Mit Oberflächenthermoelementen bestückter Kolben

In diesem Forschungsvorhaben wird das Wärmeübergangsverhalten im konventionellen ottomotorischen Betrieb und im Schichtladebetrieb experimentell untersucht und einander gegenüber gestellt. Insbesondere soll dabei analysiert werden, ob sich der Wärmeübergang in der Betriebsart mit Ladungsschichtung von dem im konventionellen Betrieb grundlegend unterscheidet. Darüber hinaus werden bestehende Modelle, die für konventionelle Otto- bzw. Dieselmotoren entwickelt wurden, hinsichtlich einer möglichen Übertragbarkeit auf dieses Brennverfahren überprüft. Im Falle systematischer Abweichungen soll ein neues Modell erstellt oder einzelne Terme bestehender Modelle vollständig überarbeitet werden. Einen großen Einfluss auf den Wandwärmeübergang und auf die Wärmeverluste in Verbrennungsmotoren haben Brennraumwandablagerungen. Anhand von Messungen der Oberflächentemperaturschwingungen lassen sich einerseits Aussagen über die Schichtdicke dieser Ablagerungen treffen, andererseits lassen sich bei bekannter Schichtdicke die thermischen Eigenschaften dieser Ablagerungen bestimmen.

Methodik

  • Einsatz eines modifizierten Einzylinder-Forschungsmotors
  • Oberflächenthermoelemente im Brennraum (Kolben & Zylinderkopf)
  • Koppelgetriebe zur Messwertübertragung aus dem Kolben
  • Oberflächentemperaturmethode zur experimentellen Ermittlung der Wandwärmeverluste

Projektziele und Projektinhalte

  • Untersuchung der Wandwärmeverluste im konventionellen ottomotorischen Betriebsmodus und im Schichtbetrieb
  • Identifikation grundlegender Unterschiede
  • Überprüfung und falls erforderlich Anpassung bestehender Modelle
  • Untersuchung des Einflusses von Brennraumwandablagerungen