Leichte SpracheEffizienzsteigerung von DF-Motoren bei Mitteldrücken > 24 bar
oben: Aufbau der dynamischen Zelle des Lehrstuhls für Thermodynamik unten: Ergebnisse der Schatten- (links) und der Direktlichtaufnahmen (rechts) (Quelle: Lehrstuhl für Thermodynamik der TU München)
Das übergeordnete Ziel des Projekts war die Mitteldrucksteigerung von 20 bar auf mehr als 24 bar für Großmotoren im Dual-Fuel (DF) Betrieb zu ermöglichen.
Um dies zu erreichen, war es notwendig, die komplexen Zünd- und Verbrennungsvorgänge der DF-Verbrennung zu analysieren und zu verstehen. Als Grundlage für die weiteren Untersuchungen diente zunächst eine Basisvermessung des Einzylinder-Versuchsmotors. Dabei kamen u. a. optische Methoden zum Einsatz, die detaillierte Einblicke in die Zünd- und Verbrennungsvorgänge am realen Motor erlaubten.
Der Lehrstuhl für Thermodynamik untersuchte das Zünd- und Verbrennungsverhalten eines Pilotdieselstrahls in einer Luft-Methan-Umgebung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern wie Druck, Temperatur und Verbrennungsluftverhältnis an einer optisch zugänglichen Verbrennungszelle. Die gewonnenen Daten dienten unter anderem als Grundlage für die Entwicklung eines Zünd- und Verbrennungsmodells, das in den 3D-CFD-Code AVL FIRE integriert und unter Verwendung von Motor-Messdaten weiter validiert wurde. Dadurch konnten zusätzliche Einblicke in die Vorgänge im realen Motor gewonnen werden.
Am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen stand ein Einzylinder-Versuchsmotor zur Verfügung, an dem sowohl thermodynamisch als auch optisch die Vorgänge bei der DF-Verbrennung im Motor untersucht wurden. Die gewonnenen Daten lieferten zusätzliche wichtige Einblicke mit dem Fokus des Einflusses von Einspritzparametern und Betriebsbedingungen am Motor.
Mit den erzielten Erkenntnissen konnte zum Abschluss eine Betriebsstrategie für den DF-Motor entwickelt werden, der einen Betrieb mit einem Mitteldruck von 25 bar ermöglichte.
