Untersuchung zum thermodynamischen Einfluss der Muldengeometrie beim Pkw-Dieselmotor

Mit dem Fokus der CO2-Minderung wird in dieser Arbeit der Einfluss der Kolbenmuldengeometrie auf das dieselmotorische Brennverfahren an einem Pkw-Motor untersucht. Zunächst wird eine umfassende virtuelle Studie in Form einer 3D-CFD-Simulation durchgeführt. Dafür wird die Muldengeometrie parametrisch beschrieben und ein mittels Design of Experiments erzeugter Satz aus 80 Muldengeometrien mit konstantem Muldenvolumen in drei Betriebspunkten simuliert. Auf dieser Grundlage wird ein Ersatzmodell gebildet, das die Abhängigkeit des indizierten Wirkungsgrades von den Geometrieparametern der Kolbenmulde beschreibt. Das Ersatzmodell wird zum einen genutzt, um Einzelparametereinflüsse zu analysieren, zum anderen dient es der Optimierung der Muldengeometrie hinsichtlich der Maximierung der Wirkungsgrade in allen Betriebspunkten. Ein Kandidat aus der Ersatzmodell-basierten Optimierung der Muldengeometrie wird am Motorprüfstand weiterführend untersucht und der Referenzgeometrie des Forschungsmotors gegenübergestellt.