Richard Aymanns

Analysis of Cyclic Fluctuations of Charge Motion and Mixture Formation in a DISI Engine in Stratified Operation

The processes of an internal combustion engine are subject to cyclic fluctuations, which have direct consequence on the operational and emission behavior of the engine. Direct injection gasoline engines have fluctuations that are induced and superimposed by the flow and the injection. In stratified operation they can cause serious operating problems, such as misfiring. Currently, the state of knowledge on the formation and causes of cyclic fluctuations is rather limited, which can be attributed to the complex nature of flow instabilities.

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.

Akustische Auslegung von Abgasturboladern

Die zunehmende Verbreitung aufgeladener Motoren ruckt die Turboladerakustik starker in den Fokus der Entwickler. Hierbei bewegt sich das Gerauschverhalten des Turboladers im Spannungsfeld von Kosten und Akustik. Im Rahmen des FVV-Forschungsvorhabens Nr. 866 „Turboladerheulen“ am Lehrstuhl fur Verbrennungskraftmaschinen (VKA) der RWTH Aachen wurde das Gerauschverhalten von Turboladern systematisch messtechnisch untersucht und eine hybride Berechnungsmethodik entwickelt. Die gute Ubereinstimmung von Berechnung und Messung erlaubt es, den Turbolader in seinem akustischen Verhalten fruhzeitig im Entwicklungsprozess zu charakterisieren und akustische Masnahmen in die Auslegung des Turboladersystems einfliesen zu lassen. Hierdurch konnen kostenintensive Nacharbeiten gegen Ende des Entwicklungsprozesses vermieden werden.

Elektrische Zusatzaufladung - neue Freiheitsgrade durch höhere Bordnetzspannungen

Die elektrisch angetriebene Aufladung ist bereits seit vielen Jahren immer wieder Gegenstand von Untersuchungen im Fahrzeugsektor. Sowohl Fahrzeughersteller als auch Zulieferer haben verschiedene Konzepte vorgestellt. Dem Konzept des elektrisch angetriebenen Verdichters in Kombination mit einem Abgasturbolader (TC) werden hierbei die grosten Erfolgschancen eingeraumt.

Integrating the turbo charging system optimization into the engine development

Increasing demands on the load build up, fuel consumption and emission of vehicle drive trains are leading to a stronger integration of supplier component parts into the optimization process of the whole engine. In this context the exhaust gas turbocharger plays an important role in future drive train concepts especially for the reduction of CO2 emissions. This is caused on the one hand by the technical complexity of this device and on the other hand by the significant influence of the turbocharger on driving performance and fuel consumption. The latter applies especially for the trend in engine developments towards smaller engines. “Off shelf solutions” as they were common until just a few ago to achieve performance variants of an engine family are only exceptions in contemporary applications. This article from FEV and the Institute for Combustion Engines (VKA) of the RWTH Aachen University describes an integral approach for the development and optimization of turbochargers by integration of different tools and methods into the development process of the drive train.

Integration von Aufladesystem- und Motorentwicklung

Gestiegene Anspruche an Fahrzeugantriebe bezuglich Leistungsentfaltung, geringen Kraftstoffverbrauchs und niedrigsten Emissionen fuhren zunehmend zur Integration von Zuliefererkomponenten in den Optimierungsprozess des Gesamtmotors. In diesem Kontext nimmt der Abgasturbolader gerade bei zukunftigen Antriebskonzepten zur Verminderung der CO2-Emissionen eine besondere Stellung ein. Ursache ist zum einen die technische Komplexitat dieser Energiewandlungsmaschine und zum anderen der signifikante Einfluss des Turboladers auf Fahrverhalten und Kraftstoffverbrauch. Letzteres gilt insbesondere vor dem Hintergrund des Motorentwicklungstrends hin zu kleinen Motoren. Dieser Artikel der FEV und des Lehrstuhls fur Verbrennungskraftmaschinen (VKA) der RWTH Aachen University beschreibt einen ganzheitlichen Ansatz zur Entwicklung und Optimierung von Turboladern durch die Integration unterschiedlicher Werkzeuge und Methoden in den Antriebsentwicklungsprozess.