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B. Geringer, T. Lauer, S. Zarl:
"Simulation der Ladungsbewegung und Gemischaufbereitung bei Ottomotoren mit homogenen Brennverfahren";
in: "Simulation und Aufladung von Verbrennungsmotoren", A. Lechmann (ed.); issued by: TU Berlin; Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008, (invited), ISBN: 978-3-540-79285-7, 391 - 406.

Wesentliches Entwicklungsziel heutiger Ottomotoren ist die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs im Teillastbetrieb. Die Entdrosselung des Ladungswechsels, bedingt durch Abmagerung
oder höherer Abgasrückführung, zählt zu den wichtigsten Maßnahmen. Der dadurch verursachte verlängerte Zündverzug und die Brenndauer sowie eine starke Streuung der einzelnen Verbrennungszyklen wirken sich jedoch nachteilig auf Verbrennungswirkungsgrad und Komfort aus.
Abhilfe schafft die Anhebung der Turbulenz der Zylinderinnenströmung. Ein erhöhtes Maß an Turbulenz beschleunigt und stabilisiert die Verbrennung, so dass die negativen Einflüsse der Ladungsverdünnung kompensiert werden können. Die Bestimmung der Restgasrate und der turbulenten Kenngrößen ist mit vertretbarem Aufwand nur mit Hilfe der Prozess- und Strömungssimulation möglich.
Am Beispiel eines Ottomotors mit homogener Direkteinspritzung wird die mittels CFDSimulation durchgeführte Bewertung turbulenzsteigernder Maßnahmen vorgestellt. Untersucht wurde der Einfluss diverser Geometrieänderungen des Saugkanals zur Erzeugung einer ausgeprägten Drall- bzw. Tumble-Strömung im Brennraum. Für die untersuchten Varianten wurden der Anstieg der Turbulenz zum Zündzeitpunkt aufgrund hoher Ladungsbewegung sowie die Wechselwirkung der Zylinderinnenströmung mit dem eingespritzten Kraftstoff eingehend untersucht. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die Art der Ladungsbewegung großen Einfluss auf die Gemischhomogenisierung im Brennraum hat. Die rechnerisch gewonnenen Ergebnisse konnten experimentell durch die Messung der Restgastoleranz überzeugend
bestätigt werden.
Damit wurde nachgewiesen, dass nicht nur der Betrag der Ladungsbewegung sondern auch deren Struktur eine wesentliche Rolle für eine hohe Restgastoleranz des Brennverfahrens spielt. Zudem konnte die wichtige Funktion moderner Berechnungsverfahren für die heutige Brennverfahrensentwicklung gezeigt werden.