Area X

Simulation & Validierung

Area X beschäftigt sich mit der Entwicklung und Anwendung von detaillierten Modellen zur Simulation der Verbrennung sowie verwandter Bereiche bei Gas- und Dual-Fuel-Motoren. Die Bandbreite der Modelle reicht dabei von schnellen Echtzeitmodellen für die transiente Regelung von Motorprüfständen über die Entwicklung von null- und eindimensionalen Modellen für die zuverlässige Vorhersage von Wirkungsgrad und Emissionen bis hin zu komplexen 3D-CFD-Modellen für Detailuntersuchungen von Strömungsphänomenen.

Die für die Entwicklung und Validierung von Simulationsmodellen notwendige Datenbasis wird mittels hochpräziser Datenerfassung und komplexer Analyse von Messergebnissen bei Grundlagenexperimenten auf speziell aufgebauten Test Rigs aber auch an Einzylinder-Motoren erstellt.

 

Folgende Themengebiete werden in der Area X bearbeitet:

  • Erweiterte Simulation von Gas- und Dual-Fuel-Verbrennung
  • Aufbau des Prüfstandes für transienten SCE-Betrieb
  • Detaillierte Analyse und Plausibilitätscheck von Prüfstandsergebnissen
  • Detaillierte Modellierung von Zündung und Flammenkernausbreitung

 

Area Manager: Dr. Gerhard Pirker

 

 

 

Area A

Erdgas- und Sondergasverbrennung

Moderne Großgasmotoren erreichen hohe Leistungen und höchste Wirkungsgrade unter Einhaltung der Emissionsgrenzwerte. Area A wird diese Motoren fit für zukünftige Anforderungen zu machen. Dazu zählen eine weitere Reduktion der Schadstoffemissionen sowie ein verbessertes Ansprechverhalten bei Last- und Drehzahländerungen. Die zukünftige Energielandschaft (Power to Gas, Schiefergas,…) erfordert zudem eine höhere Flexibilität der Brennverfahren auf schwankende Gasqualitäten.

 

Durch intensiven Einsatz von experimentellen Untersuchungen in enger Interaktion mit Simulationsmethoden werden die folgenden Themenschwerpunkte untersucht:

  • Reinste und effiziente Verbrennungskonzepte
  • Effiziente Verbrennung von Sondergasen
  • Hochdynamischer Betrieb von Gasmotoren
  • Verbesserte Zündsysteme

 

Area Manager: DI Jan Zelenka

 

 

 

 

 

 

 

Area B

Dual-Fuel Verbrennung

Area B beschäftigt sich mit der Entwicklung von Verbrennungskonzepten und Motorkomponenten für Dual Fuel Großmotoren. Der Fokus liegt dabei auf Hochleistungs-Diesel-Gas und Gas-Diesel Brennverfahren. Neben der Verbrennungsoptimierung stellen die Verbesserung von Dual Fuel Einspritzsystemen, die Optimierung von dynamischem Betrieb und Kraftstoffflexibilität sowie die Entwicklung spezieller Abgasnachbehandlungsverfahren Schwerpunkte in Area B dar. Neben intensiven Untersuchungen am Einzylinder-Forschungsmotor kommen zur Vorauslegung und Analyse von Ergebnissen Simulationswerkzeuge (0D, 1D, 3D CFD) sowie statistische Methoden zur Anwendung.

 

Folgende Themengebiete werden in Area B bearbeitet:

  • Brennverfahren mit niedrigen Emissionen und hohen Wirkungsgraden
    für Dual Fuel Betrieb
  • Entwicklung eines Wide-Range-Dieselinjektors für Diesel-Gas Brennverfahren
  • Abgasnachbehandlung für Gas- und Dual Fuel Motoren
  • Hochdynamischer Betrieb von Dual Fuel Motoren
  • Umschaltstrategien zwischen Gas- und Dieselbetrieb

 

Area Manager: Dr. Christoph Redtenbacher

 

 

 

Area C

Robuste Motorenkonzepte

Das Forschungsziel der Area C ist die Entwicklung ganzheitlicher Lösungen für robuste und zuverlässige Großmotorenkonzepte. Durch den kombinierten Einsatz von Simulationsmethoden (3D CFD, Finite Elemente Methode) in Zusammenhang mit experimentellen Untersuchungen unter Einsatz von Sondermesstechnik werden Bauteile, Motorkomponenten und Gesamtsysteme in Hinblick auf Haltbarkeit und Belastbarkeit optimiert.

 

Themenschwerpunkte des Forschungsprogramms sind:

  • Applikation von Zylinderdrucksensoren zur geregelten Motorführung
  • Hochentwickelte Gleitlagertechnologie und Reibleistungsreduktion für Großmotoren
  • Optimiertes Kolbendesign für Gas- und Dual-Fuel Motoren höchster Leistungsklassen
  • Zeitaufgelöste Motorölverbrauchsmessung auf Basis der Tracer-Methode

 

Area Manager: Dr. Michael Engelmayer