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Amthor, Max-Felix:
Numerische Modellbildung des Kühlkreislaufes eines Zweitakt-Doppelkolbenmotors : B04/17.
Bayreuth
,
2017
(
Bachelorarbeit,
2017
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Konstruktionslehre/CAD)
Abstract
Zunächst sollen die thermischen Eigenschaften des Zweitakt Doppelkolbenmotors charakterisiert werden. Dazu werden alle relevanten Größen mithilfe eines Prüfstandversuchs am Prototypenmotor bestimmt. Eine Messanordnung, bestehend aus Volumenstrommessern, Thermoelementen, Wärmebildkamera, Abgasanalysegerät und Motorsteuergerät liefert die hierfür benötigten Daten. Anschließend wird mit dem Computational-Fluid-Dynamics (CFD) Programm ANSYS CFX ein Modell des Motors erstellt. Mit den gewonnenen Erkenntnissen aus dem Prüfstandversuch, sollen die Randbedingungen der Simulation nun so angepasst werden, dass ein Abgleich zwischen der nume-rischen Simulation und der Realität stattfinden kann. Dies soll mit einem geeigneten Auswertungsverfahren in einem iterativen Prozess realisiert werden, indem solange verfeinert wird, bis das Modell genügend genau der Realität entspricht. Als Vergleich hierfür dient die Temperaturverteilung an der Oberfläche des Motorgehäuses, die über eine Thermo-grafiekamera aufgezeichnet wird. Die ermittelten Wärmeverteilungen im Motor liefern die Basis für die Optimierung des Kühlsystems. So können verschiedene Konzepte simuliert und bewertet werden, die mit genügender Wahrscheinlichkeit der realen Umsetzung entsprechen. Dies macht zukünftige Prüfstandversuche hinfällig, was eine Kostensenkung und kürzere Entwicklungszeiten nach sich zieht. Anschließend sollen die thermodynamischen Transportvorgänge des Motors betrachtet werden. Dabei soll erarbeitet werden, welche Maßnahmen sich in der Realität zur Verbesserung der Kühlung eignen. So soll ein Kühlkonzept gefunden werden, dass eine optimierte Wärmeabfuhr aufweist und eine homogenere Temperaturverteilung gewährleistet.