Autoren

P. Christoforetti, P. Kappacher, S. Plöckinger, E. Schutting, C. Trapp, H. Eichlseder, Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme, TU Graz

Jahr

2026

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Dieses Paper verknüpft CFD-basierte Analyse der Gemischbildung mit der experimentellen Bewertung von Verbrennungsanomalien an einem 9 L Liebherr H964, PFI, Spark Ignited H₂-Motor im stationären und transienten Betrieb. Mittels CFD wird die Gemischbildung simuliert und daraus zwei Kennwerte der Gemischbildungsgüte abgeleitet: den massengewichteten Uniformity Index (UI) und die Rich Mixture Share (RMS). Anschließend werden die Simulationsergebnisse mit einem stationären Verfahren zur Bewertung von Verbrennungs-anomalien validiert, bei dem Anomalien anhand verschiedener Kriterien gezählt und in Pre-Ignition (PI), Knock (Kn) und Knocking Pre-Ignitions (PI–Kn) kategorisiert werden. Die transiente Validierung analysiert die auftretenden Verbrennungsanomalien in standardisierten Testzyklen (NRTC und WHTC) und kategorisiert sie analog zum stationären Verfahren. Die Ergebnisse zeigen, dass eine längere Einblasedauer (DOI) die Gemischbildung verbessert, fette Zonen reduziert und die Anomalien reduziert; die Auslegung der Injektorkappe beeinflusst die Resultate stark. Der RMS korreliert über mehrere Varianten robust mit den Anomalie-Trends und übertrifft dabei den UI, der sich in einigen Fällen als inkonsistent erwies. In transienten Zyklen reduziert eine Applikation mit niedrigem Raildruck (längerer DOI) sowohl die Gesamtzahl der Anomalien als auch die p_max-kritischen Ereignisse gegenüber einer Applikation mit hohem Raildruck mit kürzerem DOI, bei gleichem Ansprechverhalten. Diese Ergebnisse bestätigen die Korrelation von CFD-Simulation und zwei verschiedenen Methoden zur Evaluierung der Anomalie Neigung verschiedener Konzepte. Darüber hinaus wird die Wichtigkeit einer sorgfältigen Auslegung der Gemischbildung bei Wasserstoff Verbrennungsmotoren gezeigt.

ISBN

978-3-9504969-5-6

DOI

https://doi.org/10.62626/3epk-mpa5 Link kopieren

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