CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs

Research output: ThesisDoctoral thesis

Authors

  • Sven Brannys

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Details

Translated title of the contribution CO2-optimised gasoline engine in context of a serial-parallel hybrid powertrain
Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
  • Friedrich Dinkelacker, Supervisor
Date of Award14 Feb 2020
Place of PublicationGarbsen
Print ISBNs9783959004282
Electronic ISBNs978-3-95900-475-6
Publication statusPublished - 2020

Abstract

In dieser Arbeit wird ein Verbrennungsmotor in einem hybriden Antriebsstrang mit einer seriell-parallelen Topologie gezielt so ausgelegt, dass der Wirkungsgrad deutlich verbessert und somit der Kraftstoffverbrauch minimiert wird. Basierend auf einem gesamtheitlichen Ansatz wird das Betriebskennfeld eines turboaufgeladenen Ottomotors systematisch auf verbrauchs- und hybridoptimale Bereiche reduziert. Dies ermöglicht die Implementierung wirkungsgradsteigernder Maßnahmen wie einer deutlichen Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses, den Einbau eines passiven Vorkammerzündsystems, einer Optimierung des Ladungswechsels über die Einlassnockenkontur sowie einer externen Abgasrückführung. Diese Technologien werden schrittweise an einem Konzeptmotor implementiert und in ihrer Wirkungsweise sowie ihren technologischen Anforderungen auf einem Motorenfunktionsprüfstand charakterisiert. Hierbei wird aufgezeigt,dass durch die Kombination sich einander ergänzender motorischer Technologien im Kontext dieses hybriden Antriebsstrangs ein signifikantes Potential zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors generiert werden kann.

Für das entwickelte hybridoptimierte Verbrennungsmotorenkonzept wird abschließend der Nachweis der Funktionsfähigkeit und der Wirksamkeit bezüglich der Reduzierung der CO2-Emissionen im realen dynamischen Betrieb auf dem Motorenfunktionsprüfstand geführt. Die Simulation der Randbedingungen eines Hybridantriebsstrangs auf dem Prüfstand erfolgt durch eine im Rahmen dieser Arbeit neu entwickelten Simulationsmethodik.

Cite this

CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs. / Brannys, Sven.
Garbsen, 2020.

Research output: ThesisDoctoral thesis

Brannys, S 2020, 'CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs', Doctor of Engineering, Leibniz University Hannover, Garbsen.
Brannys, S. (2020). CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs. [Doctoral thesis, Leibniz University Hannover].
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title = "CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs",
abstract = "In dieser Arbeit wird ein Verbrennungsmotor in einem hybriden Antriebsstrang mit einer seriell-parallelen Topologie gezielt so ausgelegt, dass der Wirkungsgrad deutlich verbessert und somit der Kraftstoffverbrauch minimiert wird. Basierend auf einem gesamtheitlichen Ansatz wird das Betriebskennfeld eines turboaufgeladenen Ottomotors systematisch auf verbrauchs- und hybridoptimale Bereiche reduziert. Dies erm{\"o}glicht die Implementierung wirkungsgradsteigernder Ma{\ss}nahmen wie einer deutlichen Erh{\"o}hung des Verdichtungsverh{\"a}ltnisses, den Einbau eines passiven Vorkammerz{\"u}ndsystems, einer Optimierung des Ladungswechsels {\"u}ber die Einlassnockenkontur sowie einer externen Abgasr{\"u}ckf{\"u}hrung. Diese Technologien werden schrittweise an einem Konzeptmotor implementiert und in ihrer Wirkungsweise sowie ihren technologischen Anforderungen auf einem Motorenfunktionspr{\"u}fstand charakterisiert. Hierbei wird aufgezeigt,dass durch die Kombination sich einander erg{\"a}nzender motorischer Technologien im Kontext dieses hybriden Antriebsstrangs ein signifikantes Potential zur Erh{\"o}hung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors generiert werden kann.F{\"u}r das entwickelte hybridoptimierte Verbrennungsmotorenkonzept wird abschlie{\ss}end der Nachweis der Funktionsf{\"a}higkeit und der Wirksamkeit bez{\"u}glich der Reduzierung der CO2-Emissionen im realen dynamischen Betrieb auf dem Motorenfunktionspr{\"u}fstand gef{\"u}hrt. Die Simulation der Randbedingungen eines Hybridantriebsstrangs auf dem Pr{\"u}fstand erfolgt durch eine im Rahmen dieser Arbeit neu entwickelten Simulationsmethodik.",
author = "Sven Brannys",
note = "Dissertation",
year = "2020",
language = "Deutsch",
isbn = "9783959004282",
series = "Berichte aus dem ITV",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

}

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TY - BOOK

T1 - CO2-optimierter Ottomotor im Kontext eines seriell-parallelen Hybridantriebsstrangs

AU - Brannys, Sven

N1 - Dissertation

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - In dieser Arbeit wird ein Verbrennungsmotor in einem hybriden Antriebsstrang mit einer seriell-parallelen Topologie gezielt so ausgelegt, dass der Wirkungsgrad deutlich verbessert und somit der Kraftstoffverbrauch minimiert wird. Basierend auf einem gesamtheitlichen Ansatz wird das Betriebskennfeld eines turboaufgeladenen Ottomotors systematisch auf verbrauchs- und hybridoptimale Bereiche reduziert. Dies ermöglicht die Implementierung wirkungsgradsteigernder Maßnahmen wie einer deutlichen Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses, den Einbau eines passiven Vorkammerzündsystems, einer Optimierung des Ladungswechsels über die Einlassnockenkontur sowie einer externen Abgasrückführung. Diese Technologien werden schrittweise an einem Konzeptmotor implementiert und in ihrer Wirkungsweise sowie ihren technologischen Anforderungen auf einem Motorenfunktionsprüfstand charakterisiert. Hierbei wird aufgezeigt,dass durch die Kombination sich einander ergänzender motorischer Technologien im Kontext dieses hybriden Antriebsstrangs ein signifikantes Potential zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors generiert werden kann.Für das entwickelte hybridoptimierte Verbrennungsmotorenkonzept wird abschließend der Nachweis der Funktionsfähigkeit und der Wirksamkeit bezüglich der Reduzierung der CO2-Emissionen im realen dynamischen Betrieb auf dem Motorenfunktionsprüfstand geführt. Die Simulation der Randbedingungen eines Hybridantriebsstrangs auf dem Prüfstand erfolgt durch eine im Rahmen dieser Arbeit neu entwickelten Simulationsmethodik.

AB - In dieser Arbeit wird ein Verbrennungsmotor in einem hybriden Antriebsstrang mit einer seriell-parallelen Topologie gezielt so ausgelegt, dass der Wirkungsgrad deutlich verbessert und somit der Kraftstoffverbrauch minimiert wird. Basierend auf einem gesamtheitlichen Ansatz wird das Betriebskennfeld eines turboaufgeladenen Ottomotors systematisch auf verbrauchs- und hybridoptimale Bereiche reduziert. Dies ermöglicht die Implementierung wirkungsgradsteigernder Maßnahmen wie einer deutlichen Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses, den Einbau eines passiven Vorkammerzündsystems, einer Optimierung des Ladungswechsels über die Einlassnockenkontur sowie einer externen Abgasrückführung. Diese Technologien werden schrittweise an einem Konzeptmotor implementiert und in ihrer Wirkungsweise sowie ihren technologischen Anforderungen auf einem Motorenfunktionsprüfstand charakterisiert. Hierbei wird aufgezeigt,dass durch die Kombination sich einander ergänzender motorischer Technologien im Kontext dieses hybriden Antriebsstrangs ein signifikantes Potential zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors generiert werden kann.Für das entwickelte hybridoptimierte Verbrennungsmotorenkonzept wird abschließend der Nachweis der Funktionsfähigkeit und der Wirksamkeit bezüglich der Reduzierung der CO2-Emissionen im realen dynamischen Betrieb auf dem Motorenfunktionsprüfstand geführt. Die Simulation der Randbedingungen eines Hybridantriebsstrangs auf dem Prüfstand erfolgt durch eine im Rahmen dieser Arbeit neu entwickelten Simulationsmethodik.

M3 - Dissertation

SN - 9783959004282

T3 - Berichte aus dem ITV

CY - Garbsen

ER -