Oliver Dingel

Dreidimensionale Messung der Ladungsbewegung mit Doppler Global Velocimetry

Bei der Brennverfahrensentwicklung spielt die Kenntnis uber Art und Intensitat der Ladungsbewegung eine entscheidende Rolle. Die Korrelation zwischen der am Prufstand fur stationare Stromung gemessenen globalen Ladungsbewegung (Drall, Tumble) und dem Verbrennungsergebnis ist nicht immer zufriedenstellend. Ein wesentlicher Grund ist die Komplexitat der Stromung, die nur mit ortsauflosenden Messverfahren wie der Doppler Global Velocimetry gemessen werden kann. Dieses Verfahren wurde am Institut fur Antriebstechnik des Deutschen Zentrums fur Luft- und Raumfahrt e. V. in Koln entwickelt und wird von der IAV GmbH exklusiv im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung fur Messungen an Verbrennungsmotoren eingesetzt.

Potential of an innovative, fully variable valvetrain

Under the persistent pressure to further reduce fuel consumption worldwide, it is necessary to advance the processes that influence the efficiency of gasoline engines. In doing so, harnessing the entire potential of fully variable mechanical valve trains will involve targeting efforts on optimizing all design parameters. A new type of valve timing system is used to portray thermodynamic and mechanical as well as electronic aspects of developing fully variable mechanical valve timing and lift systems.

Measurement of 3-D In-Cylinder Flow Fields Using Doppler Global Velocimetry

In-cylinder charge motion plays a key role in optimizing the combustion process of modern reciprocating engines. The present paper describes a method for obtaining the volumetric, isothermal, in-cylinder velocity flow field using Doppler Global Velocimetry (DGV). The DGV system is designed for measuring time-averaged velocity data in three different light sheet directions using a single camera system with the aim of providing planar, spatially resolved, three-component velocity data of the cylindrical cross section. As DGV provides time-averaged data, the results can be directly compared with data obtained by 3-D CFD analysis. An automated program code generates characteristic numbers of the measured velocity fields with the aim of assessing and comparing the results of different engine concepts.

Strömungsmessung während der Kompression mit Doppler Global Velocimetry

Seit einigen Jahren wird in der IAV GmbH die Doppler Global Velocimetry (DGV) in der Brennverfahrens- und Kanalentwicklung fur den stationaren Stromungsversuch routinemasig eingesetzt [1]. Um auch den Einfluss der Kolbengeometrie und dynamischer Effekte auf die Zylinderinnenstromung sichtbar zu machen, wurde die DGV-Messtechnik im Rahmen eines Kooperationsvertrages zwischen dem DLR e.V. und der IAV GmbH weiterentwickelt. Im Ergebnis werden Messungen wahrend der Kompression im geschleppten Motorbetrieb durchgefuhrt und im Zusammenhang mit der stationaren Einlassstromung dargestellt. Die Adaption der Messtechnik kann mit geringem Aufwand an Serienmotoren erfolgen.

Analyzing the efficiency potential of HD powertrains in relation to emission concept and waste heat recovery

Motivated by forthcoming CO2 regulations for commercial vehicles, much work has focused in the recent past on exploring and advancing systems for recovering waste heat. The Organic Rankine Cycle (ORC) is particularly promising in this regard. Current prototypes and simulation reveal potential cuts in fuel consumption and CO2 emissions of 3-5%. These high reductions make the ORC attractive for systems that could soon be introduced into volume production.

Anforderungen und Effizienzpotenziale von Systemen zur Abwärmerückgewinnung bei Anwendung in Pkw, Nfz und mobilen Arbeitsmaschinen

Bei Verbrennungsmotoren gehen ca. zwei Drittel der eingesetzten Kraftstoffenergie uber das Kuhlsystem, die Abgasanlage und Konvektion weitestgehend ungenutzt an die Umgebung verloren. Auf dem Weg zu immer niedrigeren CO2-Emissionen rucken daher Systeme zur Abgaswarmeruckgewinnung (WHR) immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses.

Symbiose aus Energierückgewinnung und Downsizing

Abgasenergieruckgewinnung ist ein erfolgversprechender Ansatz zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs von zukunftigen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. IAV verfolgt fur den Einsatz im Pkw einen systematischen Ansatz fur die Integration eines Clausius-Rankine-Prozesses. Er umfasst einen motornahen Warmetauscher vor Turbine, einen Hauptwarmetauscher nach Katalysator sowie einen Einzylinder-Hubkolbenexpander. Der gesamte Kreislauf wurde mit Ethanol als Arbeitsmedium am Motorprufstand untersucht.

Der Volkswagen-Wasserstoff-Verbrennungsmotor für Flurförderzeuge

Die zunehmende Verknappung fossiler Brennstoffe und die zum Teil hochemotional gefuhrte Debatte um den vom Menschen verursachten Klimawandel fuhren auf die Frage nach alternativen Kraftstoffen wiederholt zum Wasserstoff als einem moglichen zukunftigen Energietrager. Wahrend im Automotive- Sektor der Einsatz von Wasserstoff aufgrund fehlender Infrastrukturen eher fraglich ist, bieten Nischenanwendungen bereits heute genugend Potenzial, um sich mit der Verwertung von Wasserstoff zu befassen. In diesem Beitrag wird ein neuartiger Wasserstoff-Verbrennungsmotor der Volkswagen AG vorgestellt, welcher durch die in dieser Form erstmalig angewendete Kombination der Technologien „H2-Direkteinblasung“ und „mechanische Aufladung“ als Industriemotor zum Antrieb von Flurforderzeugen geeignet ist.

Flow measurement during compression using Doppler Global Velocimetry

IAV GmbH has been using Doppler Global Velocimetry (DGV) for a number of years on a routine basis for steady-state flow testing in its combustion process and port development activities [1]. In order to visualize the influence of piston geometry and dynamic effects on in-cylinder flow, the DGV measurement technique has been taken forward as part of a cooperation agreement between DLR e.V. (German Aerospace Center) and IAV GmbH. As a result, measurements are conducted on the motored engine during the compression phase and displayed in the context of steady-state intake flow. The measurement technique can be adapted to production engines with little effort.

Three-dimensional measurement of charge moting using doppler global velocimetry

When developing new combustion processes, a good knowledge of the type and intensity of charge motion is decisive. The correlation between global charge motion measured at the test bench for steady-state flows (swirl, tumble) and the combustion result is not always satisfactory. An important reason is the flow complexity, which can be measured only with spatially resolved measurement techniques such as Doppler Global Velocimetry. This technique was developed by the Institute for Propulsion Technology at the German Aerospace Center in Cologne, and it is used at IAV GmbH, in the scope of an exclusive co-operation agreement, for measurements on internal combustion engines.