Hans Zellbeck

New approach to turbochargers for four-cylinder gasoline engines

At the chair for internal-combustion engines at the Technische Universitat Dresden a new turbocharging approach was developed in which variable exhaust valve timing with a dual exhaust manifold is combined with a staged turbocharging system. The essential advantages of this approach are an improvement in the scavenging behavior, a reduction in the specific fuel consumption as well as substantially more spontaneous torque buildup.

Kundenfahrverhalten im Fokus der Fahrzeugentwicklung

Bei der Realisierung von Kraftstoffeinsparungen hat die Automobilindustrie bereits in der Vergangenheit grose Fortschritte erreicht. Der Nachweis dieser Verbrauchsmasnahmen erfolgt in einem fur alle Hersteller vorgeschriebenen einheitlichen Testzyklus. Da letztendlich aber der Kunde durch sein individuelles Fahrverhalten entscheidend den Verbrauch seines Fahrzeuges bestimmt, ist es wichtig dieses in den Entwicklungsprozess einzubeziehen. Im Beitrag wird ein von der TU Dresden in Zusammenarbeit mit dem Spiegel-Institut Mannheim und der BMW Group entwickelter Ansatz zur Erfassung des modellspezifischen Kundenfahrverhaltens und dessen Integration in die Fahrzeugentwicklung vorgestellt.

Der hochaufgeladene Ottomotor mit Direkteinspritzung. Ein konsequenter Weg zur Reduzierung der CO2-Emission

Der hochaufgeladene Ottomotor mit Direkteinspritzung stellt gegenuber dem Dieselmotor eine nicht zuletzt kostenmasig interessante Alternative dar, um die fahrzeugbedingte CO2-Emission zu reduzieren. Am Lehrstuhl fur Verbrennungsmotoren der Technischen Universitat Dresden wurden die Moglichkeiten und Grenzen der Hubraumreduktion abgasturboaufgeladener Vierzylinder-Ottomotoren untersucht. Dabei zeigte sich, dass der Erfolg hochaufgeladener, verbrauchsoptimierter Motoren nicht nur eine Frage des zum Motor passenden Aufladesystems, sondern auch eine der zum Aufladesystem passenden Zylinderzahl ist: Durch den vergroserten Zundabstand zeigen Dreizylindermotoren unter Umstanden ein besseres Ansprechverhalten als Vierzylindermotoren.

Development of a turbocharger compressor with variable geometry for heavy-duty engines

This article describes the first development phase of a centrifugal compressor with variable geometry which is designed to match the needs of future heavy-duty engines. Requirements of truck engines are analyzed, and their impact on the properties of the compressor map is evaluated in order to identify the most suitable kind of variable geometry. Our approach utilizes the transformation of engine data into pressure ratio and mass flow coordinates that can be displayed and interpreted using compressor maps. One-dimensional and three-dimensional computational fluid dynamics fluid flow calculations are used to identify loss mechanisms and constraints of fixed geometry compressors. Linking engine goals and aerodynamic objectives yields specific recommendations on the implementation of the variable geometry compressor.

Wirkkettenanalyse der dieselmotorischen Verbrennung

Die innermotorischen Vorgange beim Dieselmotor (Einspritzung, Gemischbildung, Zundung, Verbrennung sowie Schadstoffbildung) werden besonders bei kleinvolumigen Pkw-Motoren stark von der Muldenwand im Kolben und von den Eigenschaften des Kraftstoffs beeinflusst. Diese Einflussgrosen wurden in einem gemeinsamen FVV-Forschungsvorhaben des Lehrstuhls fur Technische Thermodynamik der Universitat Erlangen-Nurnberg und des Lehrstuhls fur Verbrennungsmotoren der Universitat Dresden mittels optischer und konventioneller Messverfahren analysiert.

Neues Atl-Konzept von Vierzylinder-Ottomotoren

Am Lehrstuhl fur Verbrennungsmotoren der Technischen Universitat Dresden wurde ein neues Aufladekonzept entwickelt, das eine variable Auslassventilansteuerung mit doppeltem Abgaskrummer mit einem gestuften Aufladesystem kombiniert. Die wesentlichen Vorteile des Konzepts sind eine Verbesserung des Spulverhaltens, eine Reduzierung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs sowie ein deutlich spontanerer Drehmomentaufbau.

Incorporating customer’s driving behaviour in vehicle development

Incorporating Customer’s Driving Behaviour in Vehicle Development The automobile industry has already made great progress in improving fuel efficiency. This progress is monitored by a for the manufactures prescribed unified test cycle. Since this customer behaviour is determining the real fuel consumption of the vehicles it is important to implement this individual behaviour in the vehicle development process. The article describes a methodology, developed in corporation with the TU Dresden, the Spiegel-Institut Mannheim and the BMW Group, to incorporate model-specific customer’s driving behaviour into the development process and the there out resulting solution approach.

Influence of the wall on the combustion and pollutant formation in small bore DI diesel engines

The wall of the combustion chamber has a large influence on the engine combustion process injection, fuel vaporization, mixture formation, ignition, combustion and pollutant formation inside small bore DI diesel engines. This influence was investigated in a common research project by the Lehrstuhl fur Technische Thermodynamik (LTT) and the Lehrstuhl Verbrennungsmotoren der Universitat Dresden (LVD), by means of conventional, electronical, and optical measurement techniques by using both a transparent engine and a series production engine.

Einflussder Brennraumwand auf Verbrennung und Schadstoffbildung bei kleinvolumigen DI-Dieselmotoren

Die Brennraumwand hat bei kleinvolumigen Pkw-Dieselmotoren grosen Einfluss auf den motorischen Verbrennungsprozess Einspritzung, Gemischbildung, Zundung, Verbrennung sowie Schadstoffbildung. Dieser Einfluss wurde in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben des Lehrstuhls fur Technische Thermodynamik (LTT) der Universitat Erlangen-Nurnberg und des Lehrstuhls Verbrennungsmotoren der Universitat Dresden (LVD) mittels konventioneller, elektronischer und optischer Messverfahren sowohl am Transparent- als auch am Realmotor analysiert.

Aufladung von Verbrennungsmotoren

In den vorausgegangenen Kapiteln wurden die wichtigen Ziele bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren, namlich guter Wirkungsgrad, das heist niedriger Kraftstoffverbrauch und niedrige Emissionen, ausfuhrlich dargestellt. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Erhohung der Leistungskonzentration eines Verbrennungsmotors. Es geht also darum, aus einem definierten Bauvolumen oder/und aus einem vorgegebenen Motorgewicht moglichst viel Leistung zu gewinnen. Die Erhohung der Leistungskonzentration ist unter Umstanden zusatzlich mit einer Wirkungsgradverbesserung verbunden.