Kessel, Jens-Achim (2004)
Modellbildung von Abgasturboladern mit variabler Turbinengeometrie an schnellaufenden Dieselmotoren.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Über die Jahre hinweg wurden die Anforderungen an die Abgasqualität, den Verbrauch seitens des Gesetzgebers ständig gesteigert. Andererseits sind die Forderungen nach Wirtschaftlichkeit, Fahrvergnügen, Sicherheit und Zuverlässigkeit aus Sicht der Kunden vorrangig. Nur durch den steigenden Anteil der Elektronik in Form von Mikrorechnern im Fahrzeug ist heute das Potential vorhanden, Funktionen mit komplexen Reglern und adaptiven Algorithmen zu realisieren, um diese teils gegensätzlichen Forderungen umzusetzen. In dieser Arbeit wird ein thermodynamisches Modell eines Turboladers mit variabler Turbinengeometrie (VTG) vorgestellt, wie er bei kleinen, schnellaufenden Dieselmotoren zur Aufladung verwendet wird. Dieses einfache Modell soll aus den geometrischen Parametern des Laders möglichst ohne zusätzliche Messungen qualitativ so gute Ergebnisse liefern, daß das Modell im Rahmen umfassender Motor- und Fahrzeugsimulationen bereits im Vorfeld von Prüfstandsversuchen einsetzbar ist. Es soll dabei auch physikalisch begründete Ergebnisse in solchen Arbeitsbereichen liefern, die bei der stationären Turboladervermessung des Herstellers gewöhnlich nicht erreicht werden. Dies ist insbesondere für die Entwicklung dynamischer Regelkonzepte notwendig. Durch den Einsatz des hier vorgestellten einfachen Modells, das auf physikalischen Gesetzen basiert und durch wenige Parameter eingestellt werden kann, kann eine Simulation ohne vorangehende Messungen bereits brauchbare Ergebnisse liefern. Diese Ergebnisse können auf jeden Fall genutzt werden, um die innere Struktur Künstlicher Neuronaler Netze festzulegen und ein Basistraining durchzuführen. Außerdem erlaubt ein solches Light-Gray-Box-Modell schon die Interpretation von internen Zuständen und Beziehungen, obwohl im Modell Vereinfachungen und eine Konzentration von Parametern realisiert sind. Ausgehend von den physikalischen und thermodynamischen Grundlagen wird in der Arbeit der Aufbau des Turboladers analysiert und in einzelne Teilmodelle mit konzentrierter Funktionalität untergliedert. Dazu werden bestimmte vereinfachende Annahmen getroffen, die im Hinblick auf das Einsatzgebiet des Turboladermodells zulässig sind. Diese Teilmodelle werden schließlich zum Gesamtmodell der Turboladers verschaltet und mit einem exemplarischen Datensatz zur Simulation eines Turboladers mit variabler Turbinengeometrie verwendet. Die Simulationsergebnisse werden im Hinblick auf ihren Informationsgehalt diskutiert und mit Herstellerangaben verifiziert.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen