Harald Stoffels

Acoustics development for exhaust gas turbochargers

The increasing application of turbocharged engines shifts turbocharger acoustics more into the focus of development. Here the noise behaviour of the turbocharger provides a conflict between costs and acoustics. In the context of the FVV research project No 866 “Turbo Charger Noise” the noise behaviour of turbochargers was subjected to systematic experimental investigations and a hybrid simulation methodology was developed at the institute for combustion engines (VKA) of the RWTH Aachen. The good conformity of calculation and measurement ensures the characterization of the acoustical behaviour and implementation of acoustical measures in the layout of the turbocharger early in the development process. Thus cost-intensive rework can be avoided at the end of the development process.

Gemischbildungs- und Verbrennungsverfahren

In den vergangenen Jahrzehnten hat der konventionelle Ottomotor wie auch der Dieselmotor einen hohen Entwicklungsstand erreicht. Wahrend beim Pkw-Dieselmotor der Schritt zur Direkteinspritzung 1989 durch Audi [1] gelungen ist, auch durch vorliegende Erfahrungen aus dem Nutzfahrzeugbereich, wurde beim Ottomotor bis heute die Laststeuerung durch Mengenregelung mittels Drosselklappe beibehalten. Hieraus ergeben sich besonders im Teillastgebiet deutliche Wirkungsgradverluste, verbunden mit einem hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch. Dies ist insbesondere dadurch von Bedeutung, da aufgrund der heutigen Verkehrsproblematik die Fahrzeuge uberwiegend im Teillastbereich betrieben werden. Die Reduzierung der Drosselverluste in der Ladungswechselphase besitzt somit ein erhebliches Potenzial zur Verbrauchsabsenkung und damit zur Ressourcenschonung. Neben Ansatzen zur Verringerung der Ladungswechselverluste durch neue Konzepte mit variablen Ventilsteuerungen gibt es schon seit mehr als hundert Jahren Bemuhungen, den Ottomotor ahnlich dem Dieselmotor durch direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum drosselfrei zu betreiben. Die sich nun hinter der modernen Direkteinspritzung bei Ottomotoren verbergende Idee ist, Vorteile des Dieselmotors mit denen des Ottomotors zu vereinen. Bei Dieselmotoren bestehen die Vorteile in den geringen Ladungswechselverlusten, der Qualitatsregelung (Lastregelung alleine uber die zugefuhrte Kraftstoffmenge) und den geringen Wandwarmeverlusten. Fur den Ottomotor sprechen die kleine Baugrose, das gute Leistungsverhalten und die geringe Schadstoffemission.