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Minimisation of nox emissions (MINNOX)

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Experimentelle Daten für Forschungen im Bereich der Dieselmotoren

An der Chalmers University of Technology in Schweden wurde eine umfassende Datenbank erstellt, in der Daten zur Temperatur, zur Verbrennung und zum Strömungsfeld innerhalb eines Dieselmotors zusammengetragen wurden, um die Überprüfung von theoretischen Modellen zu erleichtern.

Energie

Im Bereich der Motorenentwicklung sind numerische Modelle ein wichtiges Hilfsmittel und werden von Ingenieuren häufig eingesetzt. Die Modelle stellen jedoch immer eine Vereinfachung dar. Sie müssen daher kontinuierlich mit experimentellen Daten abgeglichen werden. Das MINNOX-Projekt, gefördert durch das Fünfte Rahmenprogramm, zielte darauf ab, die Stickoxidemissionen (NOx) von Verbrennungsmotoren zu reduzieren. Bei der Forschungsarbeit kamen in großem Umfang Modellierungstechniken zum Einsatz. Daher war es notwendig, dass reale Motorendaten zum Vergleich zur Verfügung standen. Forscher an der Chalmers University of Technology, ein Projektpartner des MINNOX-Projekts, führten eine Reihe von verschiedenen Experimenten durch und fassten die Ergebnisse in einer Datenbank zusammen. Als Prüfstand wurde ein Zwei-Liter-Dieselmotor mit einem Zylinder und Direkteinspritzung verwendet. Es wurden zwei verschiedene Kolben, die mit Thermoelementen versehen waren, verwendet, um hoch aufgelöste Temperaturmessungen auf der Oberfläche der Kolben und am Zylinderkopf durchführen zu können. Gleichzeitig wurde die Konzentration der Stickoxide und anderer Schadstoffe im Abgasstrom gemessen. Der Zylinderdruck und andere Parameter wurden ebenso überwacht, um den gesamten Wärmeverlust abschätzen zu können. Während der zweiten Versuchsphase wurde zusätzlich ein Endoskop verwendet, um die Verbrennung direkt beobachten zu können. Vor der Aufzeichnung der Parameter war es nötig, den Motor warmlaufen zu lassen, um Störungen durch die Rußbildung zu vermeiden. Die Theorie zur Pyrometrie wurde schließlich angewendet, um die Rußtemperatur und den KL-Faktor zu berechnen. Bei den abschließenden Experimenten wurden zusätzliche Modifikationen am Motor vorgenommen, um optische Messinstrumente verwenden zu können. Es wurden Informationen über das Strömungsfeld innerhalb des Verbrennungsraums mithilfe der Laser-Doppler-Anemometry (LDA) gesammelt. Die Daten aus den drei verschiedenen experimentellen Phasen wurden in einer zentralen Datenbank zusammengeführt. Diese Datenbank steht auch anderen Mitgliedern des MINNOX-Projekts für die Überprüfung von theoretischen Modellen zur Verfügung.

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21 Oktober 2020