Untersuchung und Entwicklung von Netzwerkmodellen für belastete KFZ-Zündsysteme (Tienda española)

Previo

Indice, Datei (31 KB)
Lectura de prueba, Datei (79 KB)

Für die Zündung von benzinbetriebenen Verbrennungsmotoren existieren neben etablierten
induktiven Systemen auch alternative Konzepte wie beispielsweise die Laser- oder
Hochfrequenzzündung. Diese befinden sich jedoch noch in einem so frühen
Entwicklungsstadium, dass sich Forschungstätigkeiten zur Optimierung des
Verbrennungsprozesses weiterhin zu einem großen Anteil auf die weit verbreitete induktive
Zündung konzentrieren. Weiterentwicklungen konzentrieren sich dabei unter Anderem auf die
Verbesserung der Zündsicherheit, einen hohen Wirkungsgrad sowie eine Verringerung der
erzeugten Schadstoffe. Ein entscheidender Beitrag hierzu war die Einführung dezentraler
Zündsysteme mit Einzelfunken-Zündtransformatoren, die beispielsweise eine
zylinderselektive Optimierung von Zündzeitpunkt und Funkenenergie ermöglicht. Weitere
Optimierungsmöglichkeiten ergeben sich durch die Unterstützung der Entwicklung durch
Simulationstools, was jedoch ein belastbares Modell des gesamten Zündsystems voraussetzt.
Dazu müssen neben dem Zündtransformator vor allem die elektrische Beschaltung sowie die
Zündkerze bei der Modellierung berücksichtigt werden. Hierzu existieren bereits erste
Ansätze für Netzwerkmodelle, die im Rahmen dieser Arbeit optimiert und erweitert werden.
Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Herleitung eines Modells für den
Zündtransformator gelegt, das zudem wesentlich zum besseren Verständnis der Vorgänge im
Zündtransformator beiträgt. Wesentliches Element zur Erzeugung eines vollständigen
Modells ist zudem der Zündfunke. Um diesen mit in die Simulation einfließen zu lassen ist es
jedoch zwingend erforderlich, die Funkeneigenschaften detailliert zu kennen. Dies wiederum
setzt ein hochgenaues Messsystem voraus, welches eine Bestimmung der Funkenparameter
Strom und Spannung ermöglicht. Deshalb wird im Weiteren ein Messsystem entwickelt,
welches sich zur Aufzeichnung der Funkenparameter bei unterschiedlichen äußeren
Umgebungsbedingungen eignet. Der damit erzeugte Datensatz dient als Grundlage für die
Erstellung eines Netzwerkmodells für Zündfunken. Dieses, kombiniert mit den
Netzwerkmodellen für die übrigen Zündsystemkomponenten, ermöglicht die Simulation des
Verhaltens von vollständigen Zündsystemen und kann damit wesentlich die Optimierung und
Neuentwicklung von Zündsystemen unterstützen. So wird unter Anderem gezeigt, wie die
Daten zur Bestimmung der Energieverteilung im Zündtransformator ausgewertet werden
können. Dies gibt dem Anwender ein Gefühl für die wesentlichen Verlustmechanismen im
Zündsystem und ermöglicht so eine zielgerichtete Optimierung.