Merker / Schwarz Grundlagen Verbrennungsmotoren

Simulation der Gemischbildung, Verbrennung, Schadstoffbildung und Aufladung
4. Auflage 2009
ISBN: 978-3-8348-9344-4
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 604 Seiten, eBook

Reihe: ATZ/MTZ-Fachbuch

Das Buch spannt einen Bogen von einfachen thermodynamischen Grundlagen des Verbrennungsmotors hin zu komplexen Modellansätzen zur Beschreibung der Gemischbildung, Zündung, Verbrennung und Schadstoffbildung unter Beachtung der Motorperipherie von Otto- und Dieselmotoren. Damit liegt der inhaltliche Schwerpunkt des Buches auf den Simulationsmodellen und deren strömungstechnischen, thermodynamischen und verbrennungschemischen Grundlagen, wie sie für die Entwicklung moderner Verbrennungsmotoren unentbehrlich sind.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Günter Merker leitete das Institut für Technische Verbrennung an der Universität Hannover.

Apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Christian Schwarz ist Abteilungsleiter bei der BMW AG München, zuständig für Ladungswechsel und Verbrennung in der Ottomotoren-Serienentwicklung.

Zielgruppe

Research

Autoren/Hrsg.

Merker, Günter P.

Schwarz, Christian

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort zur 4. Auflage;5
2;Die Herausgeber;7
3;Autorenverzeichnis;9
4;Firmen- und Hochschulverzeichnis;10
4.1;Firmen;10
4.2;Hochschulen;10
5;Kapitel, Beiträge und Mitarbeiter;11
6;Inhaltsverzeichnis;13
7;Abkürzungs- und Formelverzeichnis;20
7.1;Abkürzungen;20
7.2;Formelzeichen ;21
8;Teil A Thermodynamische und chemische Grundlagen;24
8.1;1 Einleitung;26
8.1.1;1.1 Vorbemerkungen;26
8.1.2;1.2 Modellbildung;26
8.1.3;1.3 Simulation;28
8.2;2 Der Hubkolbenmotor;32
8.2.1;2.1 Energiewandlung;32
8.2.2;2.2 Geometrie des Kurbeltriebs;33
8.2.3;2.3 Thermodynamik des Verbrennungsmotors;38
8.2.4;2.4 Kenngrößen und Kennwerte;54
8.2.5;2.5 Motorenkennfelder;57
8.3;3 Verbrennungsdiagnostik;62
8.3.1;3.1 Grundlagen der Druckindizierung;62
8.3.2;3.2 Druckverlaufsanalyse;103
8.3.3;3.3 Optische Messverfahren;113
8.4;4 Motorische Verbrennung;138
8.4.1;4.1 Brennstoffe;138
8.4.2;4.2 Dieselmotoren;147
8.4.3;4.3 Ottomotoren;163
8.5;5 Reaktionskinetik;190
8.5.1;5.1 Grundlagen;190
8.5.2;5.2 Reaktionskinetik von Kohlenwasserstoffen;197
8.6;6 Schadstoffbildung;212
8.6.1;6.1 Abgaszusammensetzung;212
8.6.2;6.2 Kohlenmonoxid (CO);214
8.6.3;6.3 Unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC);215
8.6.4;6.4 Partikelemission beim Dieselmotor;224
8.6.5;6.5 Stickoxide;233
9;Teil B Gesamtprozess-Simulation;244
9.1;7 Reale Arbeitsprozessrechnung;246
9.1.1;7.1 Ein-Zonen-Zylinder-Modell;247
9.1.2;7.2 Zwei-Zonen-Zylinder-Modell;292
9.1.3;7.3 Modellierung des Gaspfades;303
9.1.4;7.4 Gasdynamik;307
9.1.5;7.5 Hydraulische Simulation;321
9.2;8 Aufladung von Verbrennungsmotoren;330
9.2.1;8.1 Aufladeverfahren;330
9.2.2;8.2 Simulation der Aufladung;355
9.3;9 Abgasnachbehandlungssysteme;388
9.3.1;9.1 Modellbildung und Simulation;388
9.3.2;9.2 Abgaskatalysatoren;388
9.3.3;9.3 Dieselpartikelfilter;396
9.3.4;9.4 Dosiereinheiten;403
9.3.5;9.5 Gesamtsystem;404
10;Teil C Simulation der Verbrennung und Aufladung;407
10.1;10 Gesamtprozessanalyse;408
10.1.1;10.1 Allgemeines;408
10.1.2;10.2 Thermisches Motorverhalten;408
10.1.3;10.3 Motorreibung;412
10.1.4;10.4 Stationäre Simulationsergebnisse (Parametervariationen);416
10.1.5;10.5 Transiente Simulationsergebnisse;426
10.2;11 Phänomenologische Verbrennungsmodelle;438
10.2.1;11.1 Dieselmotorische Verbrennung;439
10.2.2;11.2 Ottomotorische Verbrennung;456
10.3;12 Dreidimensionale Strömungsfelder;466
10.3.1;12.1 Strömungsmechanische Grundgleichungen;466
10.3.2;12.2 Turbulenz und Turbulenzmodelle;472
10.3.3;12.3 Numerik Numerik Numerik;488
10.3.4;12.4 Rechennetze;495
10.3.5;12.5 Beispiele;497
10.4;13 Simulation von Einspritzprozessen;506
10.4.1;13.1 Einzeltropfenprozesse;506
10.4.2;13.2 Strahlstatistik;516
10.4.3;13.3 Euler-Strahlmodelle bzw. Formulierung der Strahldynamik über Observablen- Mittelwerte;545
10.5;14 Simulation der Verbrennung;558
10.5.1;14.1 Exkurs: Verbrennungsregimes;558
10.5.2;14.2 Allgemeines Vorgehen;560
10.5.3;14.3 Diesel-Verbrennung;562
10.5.4;14.4 Homogener Benzinmotor (Vormischverbrennung);574
10.5.5;14.5 Benzinmotor mit Ladungsschichtung ( teilweise vorgemischte Flammen);590
10.5.6;14.6 Strömungsmechanische Simulation von Ladungswechsel, Gemischbildung und Verbrennung: Ausblick;595
10.6;15 3-D-Simulation der Aufladung;604
10.6.1;15.1 Allgemeines;604
10.6.2;15.2 Grundlagen der 3-D-CFD Simulation von Turbomaschinen;604
10.6.3;15.3 Postprocessing: Ergebnisanalyse und -darstellung;612
10.6.4;15.4 Anwendungsbeispiele;615
11;Sachwortverzeichnis;618

Thermodynamische und chemische Grundlagen.- Der Hubkolbenmotor.- Verbrennungsdiagnostik.- Motorische Verbrennung.- Reaktionskinetik.- Schadstoffbildung.- Gesamtprozess-Simulation.- Reale Arbeitsprozessrechnung.- Aufladung von Verbrennungsmotoren.- Abgasnachbehandlungssysteme.- Simulation der Verbrennung und Aufladung.- Gesamtprozessanalyse.- Phänomenologische Verbrennungsmodelle.- Dreidimensionale Strömungsfelder.- Simulation von Einspritzprozessen.- Simulation der Verbrennung.- 3-D-Simulation der Aufladung.

Über Autor(innen)

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Günter Merker leitete das Institut für Technische Verbrennung an der Universität Hannover.

Apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Christian Schwarz ist Abteilungsleiter bei der BMW AG München, zuständig für Ladungswechsel und Verbrennung in der Ottomotoren-Serienentwicklung.