Wasserstoff ist aufgrund seiner physikalischen Stoffeigenschaften hervorragend für den Einsatz in Verbrennungsmotoren geeignet. Es können in Abhängigkeit von Ort und Zeit der Wasserstoff Einbringung, verschiedene DI-Gemischbildungskonzepte realisiert werden. Um diese mit der 3D-CFD Simulation abbilden zu können, bedarf es verschiedener Lösungsansätze. Speziell bei der inneren Gemischbildung werden hohe Ansprüche an die numerische Stabilität des CFD-Programms gestellt, um die hohen Druckgradienten und hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die beim Einblasevorgang auftretenden, berechnen zu können. Bei äußerer Gemischbildung hat die Injektorkonfiguration einen untergeordneten Einfluss auf den Gemischbildungsvorgang. Durch die langen Mischungswege im Saugrohr, und die für die Vermischung des Wasserstoffs zur Verfügung stehende Zeit, kommt es immer zu einer ausreichenden Homogenisierung des Gemisches. Bei innerer Gemischbildung hat die Injektorkonfiguration aufgrund der kürzeren Mischungswege- und Zeiten einen entscheidenden Einfluss auf das Betriebsverhalten des Motors. Hier kann eine gezielte Optimierung bzw. Auslegung der Injektorkonfiguration mittels 3D-CFD Simulation erfolgen. Zur Zeit ist die Simulation der innermotorischen Wasserstoffverbrennung für die verschiedenen Gemischbildungskonzepte noch nicht zufriedenstellend darstellbar. Erste Versuche, die Verbrennung bei äußerer Gemischbildung (homogenes Gemisch) zu berechnen, waren durch Anpassen entsprechender Modellparameter erfolgreich. Zur Berechnung der innermotorischen Wasserstoffverbrennung bei verschiedensten Ladungszusammensetzungen ist jedoch weiterer Entwicklungsaufwand bei den Verbrennungsmodellen notwendig.
Gemischbildung und Verbrennung im Wasserstoffmotor - Eine Herausforderung für die numerische Simulation
Mixture formation and combustion in a hydrogen engine - A challenge for the numerical simulation
2005
13 Seiten, 14 Bilder, 8 Quellen
Conference paper
German
Untersuchung der inneren Gemischbildung beim Wasserstoffmotor
Automotive engineering | 1978
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