Druckwellenreduzierte, schnell arbeitende Injektionssysteme für Verbrennungsmotoren
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsprojektes konnten die Auswirkungen der Hochdruckpumpe, des Druckregelventils und der Injektoren im Common-Rail System durch die Verifikation von Simulationen mit Messungen an realitätsnahen Versuchssystemen gut abgebildet werden. Das Simulationsmodell ermöglicht die theoretische Auswahl von wirksamen Veränderungen des Systems und dadurch eine effektive Reduzierung der notwendigen Anzahl an Messungen. Es konnten zwei Konzepte zur wirksamen Pulsationsdämpfung sowohl theoretisch als auch in der praktischen Anwendung verifiziert werden. Zum einen erlaubt die Verwendung eines Doppelventilinjektors eine wirksame und signifikante Reduktion der Pulsation. Gleichzeitig ist die dämpfende Wirkung jedoch trotz einer optimierten Betriebsweise, mit zeitlich begrenzter Öffnung des Nebenstromventils, mit einem sehr hohen Kraftstoffrückfluss verbunden, der die Effizienz des Common-Rail Systems deutlich verringert. Zum anderen konnte aber durch die Entwicklung eines Porendämpfers eine wirksame Pulsationsdämpfung erreicht werden und ein theoretisches Modell dafür entwickelt werden. Durch den Einbau wird die benötigte Kraftstoffmenge nicht verändert. Der entstehende Druckverlust bei der Durchströmung der porösen Schichten hat keinen negativen Effekt auf die Funktion des Systems. Aus diesem Grund ist der Einsatz von Porendämpfern in Common Rail Systemen eine ausgezeichnete Möglichkeit die Druckschwankungen im Fluid zu reduzieren und damit gerade bei der Kleinstmengeneinspritzung eine konstante Einspritzmenge zu gewährleisten. Diese Konstanz wird gerade für die Einhaltung von Abgasgrenzwerten benötigt, um den Schadstoffausstoß weiter zu minimieren. Durch die gewonnen Ergebnisse war es uns möglich zusammen mit Partnern aus der Industrie eine Fortsetzung der Forschungsarbeit durch eine Förderung der Bayerischen Forschungsstiftung zu erreichen. Dies zeigt, dass durch das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell unterstützte Projekt Ergebnisse im Bereich der Verbrennungsmotorentechnik erreicht wurden, das signifikante Verbesserungen in der Energieeffizienz erwarten lässt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 8th European Congress of Chemical Engineering ECCE 2011: Hydrodynamic effects in common rail injection systems for combustion engines
M. Dennerlein, N. Alt und E. Schlücker
- Jahrestreffen des Fachausschusses Hochdruckverfahrenstechnik 2011: Untersuchung der hydrodynamischen Vorgänge in Common-Rail-Einspritzsystemen für Verbrennungsmotoren
M. Dennerlein, N. Alt und E. Schlücker
