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M. Fitl:
"Simulation des Ladungswechsels eines 4-Takt-Ottomotors mittels des Programmsystems STAR-CD";
Supervisor: H.-P. Lenz, P. Hofmann; E 315 Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau, 2002.

Für die Untersuchung der Gemischbildung eines 4-Zylinder 4-Ventil Ottomotors am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau der technischen Universität Wien wurde zur Visualisierung und Bewertung der Ladungsbewegung 3D-CFD eingesetzt.
Das PDA-Konzept (eort QeActivation) des Opel Z14XEP Motors sieht eine Kanalabschaltung im unteren Lastbereich vor. Ziel dieses Konzeptes ist eine Verbrauchsoptimierung. Durch die Kanalabschaltung wird die Ladungsbewegung im Brennraum erhöht, was eine höhere Abgasrückführrate mit stärkerer Entdrosselung und damit die gewünschte Verbrauchsverbesserung ermöglicht.
Die durch Messung und ebenfalls eingesetzter Videotechnik nicht erfassbare Ladungsbewegung wurde mittels der Programmsysteme PROSTAR, pro*am und ProlCE visualisiert. Aus den zur Verfügung gestellten CAD-Daten wurde ein ent- sprechendes Netz generiert. Nach der transienten Berechnung des Ladungswechsels erfolgte eine Abstimmung der Ergebnisse mit den Messdaten des Motors und die mittels dem 1 D-Simulationsprogrammes BOOST errechneten Kontrollwerte. Zur Beurteilung der Ladungsbewegung im Brennraum wurden sowohl statische Bilder als auch Bildabfolgen verwendet.
Wie auch in den Videoaufnahmen beobachtet wurde werden die Einspritzstrahlen in den Füllkanal verweht. Die überwiegend über den Drallkanal mit hoher Geschwindigkeit eingebrachte Luftmasse umspült den Füllkanal und transportiert den darin enthaltenen Kraftstoff zur Brennraummitte. Weiters ließ sich die Ladungsbewegung im Brennraum während der Kompressionsphase veranschaulichen und zeigen, dass diese bis über den Zündzeitpunkt in Drallform erhalten bleibt. Damit sind die, im Versuch gefahrenen, hohen AGR-Raten nachvollziehbar.