Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)

Verbrennungsanomalien bei Ethanolmischkraftstoffen in Downsizing-Motoren

Ethanol1

 Im ersten Projektteil werden die fünf Ethanolmischkraftstoffe (E5, E25, E50, E75 und E100) hinsichtlich klopfender Verbrennung untersucht. Unter verschiedenen Randbedingungen wird die Lage der Klopfgrenze für die Kraftstoffe experimentell bestimmt. Darüber hinaus wird analysiert, ob bei einer Frühverstellung des Zündzeitpunkts das Klopfen regelbar bleibt. Messungen mit einer Lichtleiterzündkerze ermöglichen die Lokalisierung der Klopforte. Dadurch wird der Zusammenhang zwischen Ethanolgehalt und der Verteilung der Klopforte im Brennraum geklärt. Um den Einfluss der Verdampfungsenthalpie auf die Klopfneigung zu quantifizieren, werden Vergleichsmessungen mit Saugrohreinspritzung durchgeführt. Die Experimente werden durch Simulationsrechnungen (1D-Ladungswechselrechnung, zweizonige Druckverlaufsanalyse) ergänzt.

Im zweiten Teil des Projekts werden Vorentflammungen bzw. Glühzündungen untersucht. Durch gezielte Einbringung eines Hot-Spots in den Brennraum wird die Sensitivität der verschiedenen Kraftstoffe bezüglich heißer Stellen verglichen.

Methodik

  • Einsatz eines Einzylinderaggregats mit Direkteinspritzung
  • Prüfstands- und Druckkammeruntersuchungen
  • Zweizonige Druckverlaufsanalyse, 1D-Ladungswechselrechnung
  • Einsatz einer Lichtleiterzündkerze

 

Projektziele und Projektinhalt

Im Themenfeld "Klopfen":

  • Lage der Klopfgrenze
  • Regelbarkeit
  • Lokalisierung der Klopforte
  • Vergleich Direkt- mit Saugrohreinspritzung

 

Im Bereich "Vorentflammungen/Glühzündungen":

  • Lage der Vorentflammungs-/Glühzündungsgrenze