Erweiterte Turboladermodellierung in der 1D-Ladungswechselsimulation

Advanced turbocharger modeling in 1D gas exchange simulation

  • Zur Abbildung des thermodynamischen Verhaltens von Abgasturboladern werden derzeit in der Motorprozesssimulation meist Kennfelder verwendet, welche unter der Annahme der Adiabatheit der Strömungsmaschinen erfasst werden. Infolge der stetigen Forderung nach Verbesserung der Vorhersagen des Motorgesamtprozesses sind dieser Form der Abbildung jedoch Grenzen gesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde unter Verwendung des Simulationstools GT-POWER ein erweitertes Turboladermodell, welches sich durch die getrennte Abbildung der Aerodynamik, der Reibung und der Wärmeübergänge des Abgasturboladers auszeichnet, entwickelt. Mit Hilfe des Modells erfolgte eine Untersuchung und Bewertung der am Turboladerprüfstand bei Kalt-vermessungen, unter Verwendung eines herkömmlichen Prüfstandsaufbaus sowie einer Closed-Loop-Einheit, auftretenden Wärmeströme und deren Einflüsse auf die Wirkungsgradcharakteristik von Turbine und Verdichter. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse wurden adiabate Kennfelder erstellt, welche in Verbindung mit der Nachbildung der Wärmeübergänge zur Simulation der heißen Beaufschlagung der Turbine verwendet wurden. Abschließend erfolgte die Integration des erweiterten Turboladermodells in ein Motorvollmodell. Die herausgearbeiteten Ergebnisse, zeigten die gute Eignung des erweiterten Turboladermodells bei der Simulation der Standardvermessung. Allerdings ergaben sich infolge dessen Implementierung in das Motorvollmodell Probleme bei der Darstellung der Turboladerdrehzahl.

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Metadaten
Author:Martin Popp
Advisor:Steffen ZwahrGND, Helmut EichertGND
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr GmbH Chemnitz
Kauffahrtei 25 09120 Chemnitz, 09120 Chemnitz
Date of Publication (online):2014/02/03
Year of first Publication:2014
Date of final exam:2014/02/03
Tag:Wärmestrommodell
heat flow model
GND Keyword:Verbrennungsmotor; Aufladung; Abgasturbolader; Wärmeübergang; Wärmestrom; Simulation; Prozesssimula
Page Number:216 Seiten, 43 Abb., 12 Tab., 31 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Maschinenbau und Kraftfahrzeugtechnik (bis 2018)
Release Date:2014/02/03