Verbrennungsmotoren

Laborleiter Prof. Dr.-Ing. Gregor Rottenkolber
Stellvertreter N.N.
Laboringenieur Dipl.-Ing. (FH) Christoph Spang
Assistent Dipl.-Ing. (FH) Franz Berndt
Meister Walter Rücker
Techn. Angestellter Tim Schwellinger

Arbeitsgebiet Verbrennungsmotoren, Schwerpunkt Thermodynamische Analyse

Einzylinderprüfstand
Einzylinderprüfstand

Durch umfangreiche Indiziermesstechnik, präzise Kraftstoffverbrauchsmessung, Blow-By- und Emissionsbestimmung und entsprechende Auswertesoftware können thermodynamische Analysen durchgeführt werden.

Arbeitsgebiet Verbrennungsmotoren, Schwerpunkt Applikation und Emissionierung

Prüfstand 1
Prüfstand 1

Umfangreiche Abgasmesstechnik ermöglicht die Bearbeitung verschiedenster Aufgaben auf dem Gebiet der Emissionsapplikation. Des Weiteren können Kaltstartversuche/-applikationen dank Konditioniereinrichtung und Kältezelle durchgeführt werden.

Laboreinrichtungen

Abgasmessanlage
Abgasmessanlage AMA 2000 von Pierburg

Prüfstände

Prüfstand 1: Asynchronmaschine mit max. 220kW und 400Nm
Prüfstand 2: Asynchronmaschine mit max. 220kW und 525Nm
Prüfstand 3:  Wirbelstrombremse mit max. 120kW und 140Nm

 

Messtechnik

Alle Prüfstände verfügen über eine Kraftstoffverbrauchsmessung (PLU) sowie Anschluss an die Abgasmessanlage AMA 2000 von Pierburg. Hiermit können die Abgaskomponenten CO, CO2; NOx, Sauerstoff sowie HC mit zwei Linien simultan vor und  nach Katalysator analysiert werden.

Zur gravimetrischen Partikelbestimmung stehen ein Verdünnungstunnel mit Partikelsammler (Pierburg PS 2000) und eine  Wägezelle zur Verfügung.

Abgastrübungsmessungen werden mit Opacimeter (AVL 439) und Dieselrauchmessgerät (Pierburg PR1) durchgeführt.

Für Verbrennungsanalysen werden Indiziersysteme von FEV mit Kistler-Sensorik verwendet.

Für spezielle Tests stehen unter anderem eine Konditioniereinrichtung für Ansaugluft, Kühlwasser und Motoröl (FEV, HE) sowie eine Kälteanlage (ERS) und Isolierzelle für Kaltstartversuche bis –25°C zur Verfügung. Weiterhin ist ein Blow-By- Messgerät (AVL 442) im Einsatz.

 

Mechanische Werkstatt

Das Labor verfügt zur Unterstützung der Industrie- und Studentenprojekte über eine eigene mechanische Werkstatt.

Laborübungen

Kleinmotorenprüfstand mit Wirbelstrombremse
Kleinmotorenprüfstand mit Wirbelstrombremse

Es finden für die Studenten verschiedener Fachbereiche regelmäßig Laborübungen statt. Folgende Versuche werden durchgeführt:

Otto: Kennfeldauswertung, Parametervariation (Zündzeitpunkt, λ), Instationärversuch, Indiziertes Messen und Heizverlaufsauswertung

Diesel: Abgasemissionen bei Variation von Einspritzparametern und AGR-Rate an verschiedenen Kennfeldpunkten

Abschlussarbeiten und studentische Projekte

Partikelmessung
Gravimetrische Partikelmessung mit
Verdünnungstunnel und Partikelsammler

Zusammen mit Motorenherstellern oder Zulieferfirmen werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt. Diese Arbeiten werden vor allem im Rahmen von Diplomarbeiten, studentischen Projekten und derzeit einer Doktorarbeit durchgeführt. Unterstützt werden diese Arbeiten insbesondere von der Daimler AG und der HuberGroup.

Verschiedene Themen im Bereich der Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren werden zusammen mit der HuberGroup durchgeführt. Der simultane Betrieb eines Dieselmotors mit Flüssiggas und Dieselkraftstoff nach dem Zündstrahlprinzip und die autarke Partikelfilterregeneration mit Zusatzeinspritzung sind zwei Beispiele für aktuelle Innovationsprojekte.

Mit Unterstützung der Daimlerforschung wird derzeit ein direkteinspritzender Ottomotor mit zentraler Injektorlage betrieben. Durch alternative Zünd- und Gemischbildungssysteme werden Möglichkeiten im Brennverfahren untersucht, die eine Absenkung von Kraftstoffverbrauch und CO2 unter Einhaltung strengster Abgasnormen ermöglichen sollen.

In Zusammenarbeit mit dem Rennstall Esslingen werden Themen rund um den Motor bearbeitet. Konzeption und Konstruktion einer Trockensumpfschmierung, Steuergeräteapplikation, Ladungswechsel- und 3D-Strömungssimulation sind nur einige Beispiele für die Vielfalt der Projekte, die im Rahmen von Abschlussarbeiten und studentischen Projekten bearbeitet werden.

 

Beispiele für studentische Abschlussarbeiten im Labor für Verbrennungsmotoren  (LFV)

Michael Kern: Experimenteller Aufbau eines Einzylinder-Forschungsmotors und Ladungswechselsimulation in hoch aufgeladenen Betriebspunkten, Diplomarbeit LFV, 2008

Johannes Kühnle: Messtechnische Inbetriebnahme eines Einzylinder Forschungsmotors und Analyse des Ladungswechsels bei einem Betrieb mit Miller-Cycle, Bachelorthesis LFV, 2008

Thomas Zeininger: Effizienzsteigerung in SCR-Systemen durch Untersuchung von Komponenten zu Optimierung der Thermohydrolyse, Bachelorthesis LFV - HuberGroup, 2009

Martin Kilb: Konzept eines Antriebsstrangs für ein Fahrzeug nach dem Formula Student Reglement, Bachelorthesis LFV – Rennstall Esslingen, 2009

Markus Aberle: Untersuchung der Ammoniakbildung aus wässriger Harnstofflösung an einem dieselmotorischen SCR-System, Bachelorthesis LFV - HuberGroup, 2009

Franz Berndt: Einfluss der Ladungsbewegung auf die Verbrennung beim Betrieb eines Ottomotors mit Miller Cycle, Diplomarbeit LFV – Daimler, 2009

Marios Agapiou: 1-D Gas Exchange Simulation for the Stallardo 2010 Race Engine, Masterthesis LFV – Rennstall Esslingen, 2010