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Entwicklung einer parametrischen Faktorisierung zur Optimierung des Wandwärmeübergangmodells für einen modernen Nutzfahrzeugdieselmotor

Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen, Bd. 8/2024

Christian Hennes

ISBN 978-3-8325-5823-9
151 Seiten, Erscheinungsjahr: 2024
Preis: 57.50 €
Der Einsatz eines neuartigen Stufenmuldenbrennverfahrens in der HD-Motorenplattform der Daimler Truck AG wirft unterschiedliche Annahmen hinsichtlich der Temperaturverteilung im Brennraum auf. Mithilfe von thermodynamischen Analysen werden Messungen ausgeführt, um diese Annahmen zu verifizieren und gleichzeitig Optimierungen der nachfolgenden Entwicklungsstufen zu ermöglichen.

Hauptaugenmerk ist das Verständnis über die komplexen Bedingungen im Brennraum und an den Oberflächen der Bewandungen. Dazu zählt unter anderem die Kenntnis über das heterogene Temperaturfeld und die motorischen Kühlstrategien, die es beeinflussen. Interessant sind außerdem die Resultate der Oberflächentemperatur- und Wärmestromdichtenverläufe an den brennraumbegrenzenden Bauteilen Kolben und Zylinderkopf. Nachfolgend werden daher die ermittelten Wärmestromdichten mit anerkannten Vorhersagemodellen verglichen.

Ein Ergebnis des Vergleichs sind die Abweichungen zwischen den Modellen und den Messergebnissen, wodurch die Notwendigkeit entsteht, eine Anpassung des bestehenden Wärmeübergangsmodells nach Hohenberg mit Hilfe einer parametrischen Funktion durchzuführen. Es werden zwei mathematische Ansätze ausgewählt, um die Anpassung zu realisieren. In der abschließenden Analyse der Ergebnisse wird gezeigt, dass sich beide Parameterfunktionen, besonders der asymmetrische Ansatz, dazu eignen, die ermittelten Wärmestromdichten für den betrachteten Versuchsraum besser vorherzusagen.

Christian Hennes, geboren 1991 in Bonn-Duisdorf, studierte Allgemeinen Maschinenbau und Fahrzeug- und Motorentechnik an der Universität Stuttgart. Im Rahmen einer Industriepromotion promovierte er anschließend in Zusammenarbeit mit der Daimler Truck AG am Institut für Kolbenmaschinen des Karlsruher Institut für Technologie. Mit seinen Untersuchungen liefert er Erkenntnisse zum Wandwärmeübergang im Brennraum von modernen Nutzfahrzeugmotoren und stellte eine Anpassung eines anerkannten Vorhersagemodells an den verwendeten Forschungsmotor vor.

Seit August 2022 arbeitet Herr Hennes als Ingenieur bei der Porsche AG im Bereich der Motorleistungstypisierung.


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Keywords:
  • Wärmeübergangsmodell
  • Dieselmotor
  • Hohenberg
  • Oberflächentemperatur
  • parametrische Faktorisierungen

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