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T. Oppl:
"Ableitung eines empirischen Klopferkennungsmodells für Dual-Fuel-Motoren aus der Analyse des Zylinderdrucksignals";
Supervisor: B. Geringer, T. Lauer; Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik | TU Graz, 2017.

Erdgas-Diesel Dual-Fuel-Motoren erlangen in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung. Trigger hierfür sind in erster Linie Preisentwicklungen am Kraftstoffmarkt und die sich daraus ergebende Möglichkeit einer Anpassung der Kraftstoffzusammensetzung, um Kostenvorteile zu erzielen. Außerdem sprechen theoretische Emissionsvorteile bei hohen energetischen Erdgasanteilen für Dual-Fuel-Konzepte. Hinsichtlich Wirkungsgrad ergeben sich gegenüber monovalenten Verbrennungsmotoren allerdings erhebliche Nachteile. Einer kennfeldweiten Wirkungsgradsteigerung mittels Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses ist, aufgrund klopfender Verbrennung, Grenzen gesetzt. Um dennoch einen möglichst wirkungsgradoptimierten Motorbetrieb darstellen zu können, werden DF-Motoren oft nahe ihrer Klopfgrenze betrieben. Um das Risiko einer Beschädigung oder im Extremfall einer Zerstörung des Triebwerks durch Klopfen zu minimieren, ist eine Anti-Klopf-Regelung notwendig. Eine zuverlässige Klopferkennung ist für die Funktionsfähigkeit einer Anti-Klopf-Regelung essenziell. Konventionelle Klopferkennungsalgorithmen erfüllen bei der Erdgas-Diesel Dual-Fuel-Verbrennung den Anspruch einer zuverlässigen Klopferkennung nicht. Grund hierfür sind ausgeprägte Schwingungsüberlagerungen des Zylinderdrucks, aufgrund des rapiden Druckanstiegs, während der vorgemischten Dieselverbrennung.
Aus diesem Grund wurde ein Klopferkennungsalgorithmus entwickelt, mit dessen Hilfe eine zuverlässige echtzeitfähige Detektion klopfender Arbeitsspiele möglich ist. Da der erstellte Klopfalgorithmus primär für die Anwendung am Einzylinder-Motorenprüfstand vorgesehen wird, bei dem standardmäßig eine Zylinderdruckindizierung appliziert wird, baut der Algorithmus auf der Auswertung des Zylinderdrucksignals auf. Die entwickelte Klopferkennung basiert auf der Bestimmung eines Referenzzylinderdruckverlaufs mit der Annahme einer regulären Verbrennung. Anschließend werden für Originalzylinderdruckverlauf und Referenzzylinderdruck die Heizverläufe bestimmt. Das Maximum der Differenz der beiden Heizverläufe wird für die Entscheidung, ob ein Zyklus klopft oder nicht, verwendet. Anhand dieser Methode kann eine klare Unterscheidung zwischen klopfender und normaler Verbrennung vorgenommen werden, und sie ermöglicht, durch eine genau definierbare Klopfgrenze, einen Motorbetrieb bei höchsten Wirkungsgraden.