Simulationsmethodik für das Design von Einspritzsystemen zur Minimierung der Rohemissionen direkteinspritzender Motoren

Projektlaufzeit: 2017-2020
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Das Forschungsprojekt Low Emission Design – Simulationsmethodik für das Design von Einspritzsystemen zur Minimierung der Rohemissionen direkteinspritzender Motoren – ist am 01. April 2017 am HSM gestartet. Basierend auf einer durchgängigen Simulationsmethode der gesamten Wirkkette wird der Einfluss des Injektor-Designs auf die Rohemissionen untersucht. Dabei steht nicht die Optimierung der einzelnen Modelle im Vordergrund, sondern die aktuell besten verfügbaren Modelle werden in einem HPC-Ansatz kombiniert. Das Ziel ist die Optimierung der untersuchten Injektoren, insbesondere für neue, schadstoffärmere Kraftstoffe. Die Forschungsarbeiten des HSM beinhalten i.w. die Large-Eddy-Simulation der Injektorinnenströmung und die direkte Auflösung des Primäraufbruchs und sind eng mit den Forschungsarbeiten des Lehrstuhls „Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme“ der TU Darmstadt verzahnt, welcher die Ergebnisse als Randbedingungen für die Simulation der Verdampfung, Mischung und Verbrennung sowie Schadstoffentstehung verwendet. Die Modelle werden in OpenFOAM implementiert und für hochauflösende Simulationen eingesetzt. Zusätzlich werden 1D-Einzelblasenuntersuchungen mit örtlicher und zeitlicher Verteilung der Komponenten durchgeführt, um das verwendete 3D-CFD-Kavitationsmodell für Mehrkomponentengemische zu optimieren. Das Projekt ist öffentlich gefördert durch das BMWi und umfasst die Kooperationspartner Robert Bosch GmbH, MAN Truck & Bus AG und AVL Deutschland GmbH. Die Projektträgerschaft erfolgt durch TÜV Rheinland Consulting GmbH.

Ansprechpartner: Philip Schwarz