Wärmebilanzierung

Für die Wärmebilanzmessung am Verbrennungsmotor wird die Temperatur des Kühlmittels an der Systemgrenze Motor bei Ein- und Austritt sowie der Massenstrom erfasst. Ebenso wird mit dem Motoröl verfahren. Beide Flüssigkeiten werden konditioniert und können somit in jedem Betriebspunkt beliebig variiert werden. Die Bestimmung des Wärmestromes der beiden Medien erfordert eine über das übliche Maß hinausgehende Genauigkeit der Messung, für die Temperaturbestimmung werden deshalb hierfür speziell entwickelte Messvorrichtungen eingesetzt. Zur vollständigen Bilanzierung werden der Kraftstoffverbrauch, die Abgaswärme, die effektive Leistung sowie die Konvektion ermittelt.

Wärmeverteilung bei unterschiedlichen Kühlwassertemperaturen
Wärmeverteilung bei unterschiedlichen Kühlwassertemperaturen

Die aus stationären Lastpunkten entstehenden Kennfelder mit Variationen der Kühlmittel- bzw. Öltemperatur sind Grundlage für die Auslegung von Kühlsystemen in denen der Motor verbaut werden soll, sowie der Simulation von beliebigen, auch extremen, Fahrzuständen.

 

In Kombination mit der Motorprozessrechnung und der eindimensionalen Strömungsberechnung können Modelle erstellt werden, die das Thermosystem des Motors vollständig beschreiben. Damit ist die Wärmebilanzmessung ein wichtiges Werkzeug zur Verbesserung des Thermomanagements, der Reibungsminimierung und zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs.

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