Zusammenfassung
Zukünftige Antriebskonzepte müssen unter allen Betriebsbedingungen, die unter realen Fahrbedingungen (RDE) auftreten können, sehr hohe Emissionsanforderungen erfüllen. Insbesondere die Entwicklung moderner Ottomotoren für kommende Abgasgesetze wie EU7 wird maßgeblich von den RDE-Grenzwerten beeinflusst. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird der Einsatz virtueller Entwicklungsmethoden immer wichtiger, um die Entwicklungszeit zu verkürzen und vor allem die Kosten für teure Prototypenmotoren und Fahrzeuge zu senken.
Ein wichtiger Bestandteil eines solchen virtualisierten Entwicklungsprozesses ist die genaue Vorhersage der Rohemissionswerte im Rahmen der Komponentenauslegung für den Gesamtantriebsstrang. Die dafür notwendigen Modelle müssen prädiktiv und robust sein, aber auch in angepasster Form auf Systemebene eingesetzt werden können – also beispielsweise zur Vorhersage von Emissionen in einem Fahrzyklus.
Dieser Beitrag beschreibt einen auf numerischen Strömungssimulationen basierenden Ansatz zur Vorhersage des Einflusses von Motorkomponenten auf die Rohemissionen für relevante Bereiche des Motorkennfelds. Insbesondere die Vorhersage von HC- und Partikelzahl-Emissionen (PN) stellt dabei eine große Herausforderung dar. Es wird gezeigt, dass die Injektorauslegung einen signifikanten Einfluss auf die Rohemissionen hat. Basierend auf detaillierten Berechnungen können in einer Modellreduktion Fahrzyklussimulationsmodelle erstellt werden, um die relevanten Fahrzeugemissionen unter realen Fahrbedingungen vorherzusagen.
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Morcinkowski, B., Adomeit, P., Mally, M., Esposito, S., Walter, V., Yadla, S. (2020). Emissionsvorhersage in der Entwicklung ottomotorischer EU7-Antriebe. In: Liebl, J. (eds) Experten-Forum Powertrain: Ladungswechsel und Emissionierung 2019. Proceedings. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-28709-2_2
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