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Digitaler Motorenbaukasten
Unser Motorenbaukasten stellt virtuelle Versuchsträger unterschiedlichster Hubvolumina im Rahmen der 0D/1D-Simulation dar, die mit verschiedenen Aufladestrategien, Brennverfahren und Technologiepaketen ausgerüstet werden können.
Gerade für Zulieferer ist es oft interessant, das Potential von neuen Ideen virtuell an unterschiedlichen Versuchsträgern des Motorenbaukastens testen oder Randbedingungen hieraus ermitteln zu können. Oft lassen sich Fragestellungen über den Motorenbaukasten schneller, besser und preisgünstiger beantworten als im Versuch auf dem realen Prüfstand. Die virtuellen Versuchsträger können entweder als aktuelle Aggregate ausgestaltet werden oder aber unterschiedliche Zukunftsszenarien beschreiben.
Die Versuchsträger des Motorenbaukastens können für erste Untersuchungen an stationären Betriebspunkten ebenso verwendet werden wie für transiente Simulationen, beispielsweise bzgl. des Aufheizverhaltens der Abgasanlage. Ebenso lassen sie sich – bei Einbindung einer rudimentären Motorsteuerung - für virtuelle RDE-Fahrten nutzen.
Hier finden Sie weitere Informationen zur 0D/1D-Simulation.
PKW Otto/Diesel
Als Ottomotoren stehen am FKFS als Basis ein 1.2 l 3-Zylinder sowie 4-Zylinder mit 1.5 oder 2.0l Hubraum zur Verfügung. Über das skalierbare Aufladesystem können diese auf die Wunschleistung konfiguriert werden. Unterschiedliche Technologien wie externe Hochlast-AGR, Wassereinspritzung, variable Verdichtung, Miller- und Atkinsonnocken, Magerbrennverfahren u.v.m. können ergänzt werden.
Als wichtigstes Dieselaggregat steht ein 2.0l-Motor mit kombinierter HD-/ND-AGR, kompakt gebauter Abgasanlage und einem Euro 6d-fähigem Brennverfahren samt Applikation bereit. Auch dieser lässt sich mit vielfältigen weiteren Technologien wie variablem Ventiltrieb, neuen Brennverfahren oder alternativen Abgasnachbehandlungsstrategien ausstatten. Oft ist es hier sinnvoll, eine Auskühlgefahr der Abgasnachbehandlung unter RDE-Randbedingungen zu bewerten.
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Nutzfahrzeug
Im Bereich der schweren Nutzfahrzeuge hat sich am Markt kein Motorenkonzept klar durchgesetzt. Non-EGR-Konzepte findet man neben zweistufig aufgeladenen oder einstufigen mit asymmetrischen Turbinen, die mit hohen AGR-Raten im gesamten Kennfeld betrieben werden. Entsprechend bilden wir mit unseren virtuellen Versuchsträgern am FKFS zunächst diese drei auf dem Markt erhältlichen Grundkonzepte ab, die sich anschließend mit weiteren Technologiebausteinen ausrüsten lassen.
Auch eine virtuelle Umrüstung auf Gasbetrieb ist möglich, sowohl für den stationären Einsatz in Blockheizkraftwerken oder als auch in mobilen Anwendungen. Ebenso können mögliche zukünftige, synthetische Kraftstoffe wie OME eingebunden und deren Auswirkung auf die Motorauslegung bewertet werden.
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Off-Highway
Der Markt der Off-Highway-Motoren ist äußerst vielseitig und geht von kleinen 2-Takt-Hochleistungsmotoren (z.B. Kettensäge) über Bahnantriebe, Blockheizkraftwerke bis zu großen maritimen Anwendungen. Ebenso unterschiedlich sind die Kraftstoffe von Schweröl über Destillate hin zu Benzin, CNG und LNG.
Unsere große Erfahrung in vielfältigen Segmenten erlaubt es uns für die jeweiligen Anwendungsfälle maßgeschneiderte virtuelle Versuchsträger zu erstellen. Fast immer sind Off-Highway-Motoren auf maximale Effizienz ausgelegt. Eine gute Abbildung des virtuellen Brennverfahrens ist daher von entscheidender Bedeutung.
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Brennverfahren
Kern des Motorenbaukastens ist die vorhersagefähige Modellierung und Abstimmung der Brennverfahren. Hierfür nutzen wir den FKFS UserCylinder®. Bei der Abbildung des Brennverfahrens ist höchste Güte notwendig, um belastbare Aussagen zu Abgastemperaturen, Emissionen oder Verbrauch treffen zu können. Basierend auf 15 Jahren Erfahrung in Brennverfahrensentwicklung und –modellierung mit dem UserCylinder® können wir belastbare Bedatungen der Brennraummodelle für unterschiedliche Brennverfahren einstellen. Wir können sowohl Konfigurationen für aktuelle Euro-6d-Brennverfahren einstellen als auch Abschätzungen zu zukünftigen Brennverfahren mit den Modellen geben.
Die virtuellen Versuchsträger mit ihren Brennverfahren verhalten sich wie reale Versuchsträger und müssen wie diese „appliziert“ werden, d.h. sämtliche Aktuatorik muss für den stationären und transienten Betrieb bedatet werden. Bei einem Dieselmotor sind dies beispielsweise sämtliche Einspritzzeitpunkte, -mengen, der Raildruck, ggf. eine Einspritzverlaufsformung oder ein „Digital Rate Shaping“, eine AGR-Rate, ein ND/HD-AGR-Split, VTG-Positionen, Ventiltriebsvariabilitäten oder Drall- und Drosselklappen. Das FKFS kann auf langjährige Erfahrung im Bereich der virtuellen Applikation zurückgreifen.