Entwicklung einer Methode zur Verkürzung des modellbasierten Applikationsprozesses in der Großmotorenentwicklung

Dissertation, 2017

von Dr.-Ing. Christian Friedrich

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung der EVoMoT-Methode, einer Methode zum Übertrag von Ergebnissen vom Einzylinder- auf den Vollmotor im Rahmen der modellbasierten Applikation in der Großmotorenentwicklung.

Motivation für die Entwicklung dieser Methode sind die hohen Prüfstandskosten und langen Prüfstandszeiten bei der Applikation moderner Großmotoren am Prüfstand. Wenngleich Großmotoren niedrigere spezifische Kraftstoffverbräuche im Vergleich zu Motoren im Nutzfahrzeug- und Automobilbereich aufweisen, sind die absoluten Kraftstoffverbräuche deutlich höher. Auch die Stabilisierungszeiten zum Erreichen stationärer Betriebszustände sind bei Großmotoren deutlich länger. Trotz Einführung modellbasierter Applikationsmethoden im Großmotorenbereich stellen die resultierenden Versuchsumfänge immer noch einen erheblichen Aufwand dar. Die entwickelte Methode verfolgt das Ziel, diesen Versuchsaufwand am Vollmotor noch weiter zu reduzieren, indem Ergebnisse aus deutlich kostengünstigeren Versuchen am Einzylindermotor genutzt und im Rahmen des Applikationsprozesses auf den Vollmotor übertragen werden.

Unter Verwendung umfangreicher Versuchsergebnisse des Einzylindermotors und deutlich reduzierter Versuchsaufwände des Vollmotors werden für ausgewählte Zielgrößen Transferfunktionen zwischen Einzylinder- und Vollmotor entwickelt, welche es erlauben berechnete Datenpunkte für den Vollmotor zu generieren, mit denen im Anschluss Regressionsmodelle für den Vollmotor gebildet werden können, welche wiederum für Optimierungen und zur Kennfelderstellung für das Motorsteuergerät genutzt werden können. Modellansätze, wie Radiale-Basisfunktions-Netze und Gauß-Prozess-Modelle werden dabei erstmals für die Modellierung des Verhaltens von Großmotoren herangezogen.

Die entwickelte Methode wird zunächst an einem einfachen Demonstrationsbeispiel vorgestellt und im Anschluss durch Anwendung am realen Großmotor validiert und ihre Funktionsfähigkeit unter Beweis gestellt. Für ausgewählte stationäre Motorzielgrößen, wie spezifischer Kraftstoffverbrauch, spezifische Stickoxidemissionen, Ruß-Emissionen, maximaler Zylinderdruck und Abgastemperatur konnten die Ergebnisse der Einzylinderversuche mit generierten Transferfunktionen erfolgreich auf den Vollmotor übertragen und valide Modelle dieser Zielgrößen des Vollmotors gebildet werden, welche im Anschluss zur Erstellung von Sollwertkennfeldern für das Motorsteuergerät herangezogen wurden.

Umfang:  169 Seiten

ISBN: 978-3-943813-23-4

Preis: 33 € (zzgl. 2 € Versand)

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