Optimierung der Ansaugkanäle im Dieselmotor hinsichtlich des Durchflusses und der Erzeugung der Ladungsbewegung durch eine externe Energiequelle.
Die Ladungsbewegung im Dieselmotor wird durch die Geometrie der Ansaugkanäle vorgegeben. Hier entstehen Ladungswechselverluste, da die Kanäle auf einen Kompromiss aus Ladungsbewegung (Drall) und Durchfluss ausgelegt sind. Durch Optimierung der Ansaugkanäle hinsichtlich des Durchflusses unter Vernachlässigung der Ladungsbewegung können die Ladungswechselverluste reduziert werden. Die Ladungsbewegung kann in diesem Fall durch eine externe Energiequelle erzeugt werden. Die notwendige Energie soll an geeigneter Stelle gezielt eingebracht werden, um die erforderliche Ladungsbewegung durch fluidische Wirbelgeneratoren zu erzeugen. Ziel ist es, die Ladungswechselarbeit zu reduzieren, während der Verbrennungsprozess verbessert wird, um eine Effizienzsteigerung des Motors zu erreichen.
Durch die gezielte Erzeugung der Ladungsbewegung kann trotz der Notwendigkeit einer weiteren Energiequelle der Gesamtwirkungsgrad des Dieselmotors gesteigert werden. Das Ausmaß des Potenzials soll hier bestimmt werden. Genauso werden die Parameter zur Erzeugung der Drallbewegung untersucht.
[1] Ritter, J., Kahraman, A., Wenz, E., Scholz, P. and Eilts P., "Achieving Enhanced Swirl with Vortex Generating Jets in a Light-Duty Direct-Injected Diesel Engine," SAE Technical Paper 2025-24-0016, 2025, https://doi.org/10.4271/2025-24-0016.
[2] Kahraman, A., Ritter, J., Eilts, P., and Scholz, P., "Simulation of Swirl and Discharge Coefficient Trade-off for Diesel Engine Intake Ports," SAE Technical Paper 2025-24-0007, 2025, https://doi.org/10.4271/2025-24-0007.
Zunächst werden Ansaugkanäle parametrisch generiert und auf Durchfluss- und Dralleigenschaften untersucht. Dies geschieht sowohl mittels CFD-Simulation am ISM als auch am stationären Strömungsprüfstand am ivb. Auf Grundlage dieser Voruntersuchung wird eine Ansaugkanalgeometrie in einen vorhandenen Dieselmotor eingearbeitet. Anhand dieses neu aufgebauten Motors werden Parameterstudien im geschleppten Zustand durchgeführt. Die Ergebnisse dienen ebenso der Validierung eines angepassten CFD-Modells. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird ein Gesamtmotor simuliert, um die Auswirkungen auf den Gesamtwirkungsgrad sowie den Verbrennungsprozess zu untersuchen.