Forschung

MOTOREN | Planungsgruppe 2 »Fremdzündung«

Um Verbrennungsmotoren noch effizienter auszulegen und ihren Verbrauch und ihre Emissionen weiter zu senken, sind Forscher und Entwickler auf der Suche nach dem möglichst perfekten Verbrennungsvorgang.

Für das thermodynamische Verständnis sind dabei solche Methoden von zentraler Bedeutung, mit denen sich die Vorgänge im Inneren eines Verbrennungsmotors immer genauer analysieren lassen. Mit Hilfe von Versuchsmotoren, die mit moderner Messtechnik ausgestattet sind, aber auch durch Berechnungen und mit numerischen Simulationswerkzeugen sind die FVV-Forscher in vielen Einzelprojekten dem Verbrennungsvorgang auf der Spur. Dabei geht es beispielsweise um die Auslegung neuer Einspritzsysteme, die den Kraftstoff besonders gut im Brennraum verteilen, um variable Ventiltriebssteuerung für eine bedarfsgerechte Verdichtung oder auch um die Erforschung neuer Brennverfahren.


» Mit der Forschung in der FVV legen wir die technischen Grundlagen, um geopolitische Fragen der Energieversorgung beantworten zu können. «

Dr. André Casal Kulzer (Porsche)

Ein weiterer, aktueller Forschungsschwerpunkt der Planungsgruppe ist die Frage, wie die Entwicklung von Brennverfahren und deren Applikation, also die Bedatung der Software in der Motorsteuerung, näher aneinander rücken können. Der Ansatz dabei ist, während der Applikation die Vorgänge im Brennraum mit Hilfe ausgefeilter Sensorik zu verfolgen und die Motorsteuerung sofort anzupassen. So entsteht durch die Gemeinschaftsforschung der Planungsgruppe ein geschlossener Regelkreislauf, in dem sich innovative Messtechnik, neue Simulationsmodelle und die Auslegung von Brennverfahren gegenseitig optimieren. Das erklärte Ziel der Forscher ist dabei nicht nur, den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen weiter zu reduzieren, sondern auch durch eine möglichst saubere und vollständige Verbrennung die Entstehung von Schadstoffen zu minimieren.
 


Die Planungsgruppe 2 »Fremdzündung« widmet sich folgenden Themen:

  • Wirkungsgrad und Effizienz des Motors
  • Hybridisierung
  • Alternative Kraftstoffe
  • Künstliche Intelligenz in der Entwicklung, Big Data & Digitalisierung

Und bearbeitet folgende Forschungslinien/-schwerpunkte:

  • Verbrennungsmodellierung/-simulation
  • Brennverfahren und Kraftstoffaufbereitung
  • Wassereinspritzung
  • Wandwärmeübertragung
  • Klopfen und Vorentflammung
  • Partikelbildung im Brennraum
  • Downsizing-Konzepte
Wirkungsgrad und Effizienz
Emissionen
Bio-Kraftstoffe
Synthetische Kraftstoffe
Entwicklungs- werkzeuge
Hybride

Menschen & Technologie

Namen legen Spuren

Pioniergeist

Der Motorenentwickler Dr. André Casal Kulzer betritt gern Neuland und setzt die Tradition seiner Familie fort. Wir haben ihn im Porsche Museum in Stuttgart-Zuffenhausen neben weltberühmten Automobilikonen wie dem 356, 911 oder 917 und zahlreichen technischen Exponaten getroffen.

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ICE2025+

Hybridmotoren mit höherem Wirkungsgrad

Um künftige CO2-Grenzwerte zu erfüllen, müssen Fahrzeuge mit Fremdzündungsmotor deutlich weniger Kraftstoff verbrauchen. In dem aus Eigenmitteln der FVV finanzierten Forschungsprojekt “ICE 2025+” untersuchen vier Hochschulinstitute aus Aachen, Braunschweig, Darmstadt und Stuttgart verschiedene Maßnahmen, mit denen der Wirkungsgrad deutlich erhöht werden soll. Ziel des Projektes ist es, das gesamte Antriebssystem so zu optimieren, dass im realen Betrieb ein möglichst günstiger Verbrauch erzielt wird. Bezogen auf den neuen WLTP-Zyklus, dem weltweit harmonisierten Prüfverfahren für leichte Nutzfahrzeuge, bedeutet dies, einen durchschnittlichen Antriebswirkungsgrad von circa 40 Prozent zu erzielen, in einzelnen Betriebspunkten sogar 50 Prozent. Aktuelle Antriebe schaffen derzeit als Bestwert circa 37 Prozent, im Durchschnitt circa 30 Prozent. Innerhalb des Projekts werden neue Motortechnologien im Zusammenspiel mit elektrifizierten Antrieben und synthetischen Kraftstoffen erforscht.

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Wassereinspritzung bei Ottomotoren II

Bewertung des Potentials und der Risiken der Wassereinspritzung zur Steigerung des Wirkungsgrades und der Last bei Ottomotoren

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Hocheffizienter H2-Ottomotor mit Direkteinblasung

Thermodynamisches Potenzial eines monovalenten H2-Ottomotors mit Direkteinblasung und Abgasturboaufladung für Antriebe von PKW und leichten Nutzfahrzeugen

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ICE2030 Maximale Systemeffizienz

Grenzen der ottomotorischen Wirkungsgradsteigerung in hybridisierten Antriebssträngen

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PostOxidation

Nachoxidation (HC, CO und Partikel) im Abgaskrümmer bei Ottomotoren

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PG2 »Fremdzündung«

Leitung:
Dr. André Casal Kulzer
Porsche


Projektmanagement

Ralf Thee

FVV
+49 (0) 69 6603 1349
+49 (0) 69 6603 2349

Projektbetreuung / Teamassistenz

Sabrina Waldstein

FVV
+49 (0) 69 6603 1681
+49 (0) 69 6603 2681


Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

Lyoner Straße 18
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Deutschland
T +49 69 6603 1345