FG Aerodynamik und Strömungslehre
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Experimental investigation of active control in turbulent boundary layer using uniform blowing
(2018)
Flow Pattern and Heat Transfer in a Cylindrical Annulus Under 1 g and Low-g Conditions: Experiments
(2018)
Flow pattern and heat transfer in a cylindrical annulus under 1g and low-g conditions: Experiments
(2017)
Ziele des Vorhabens sind die Verbesserung der Messtechnik für tribologische Untersuchungen in der Kolbengruppe aus dem Vorläufervorhaben Kolbenring-Öltransport I und die Untersuchung von verschiedenen Betriebsbedingungen und Komponenten hinsichtlich ihres Einflusses auf den Ölhaushalt. Der Fokus liegt auf der verbesserten Auflösung der Schmierfilmdickenmessung und der Ringstoßlagen. Mit der erweiterten Kapillar- und Lichtleiterkonfiguration werden neue Öltransportvorgänge entlang des Kolbenringpakets mittels Tracerinjektion und simultaner LiF-Messung beobachtet. Das methodische Vorgehen bei der optischen Analyse des Kapillarfüllungsgrades wird an einem Labor-Druckprüfstand weiterentwickelt.
Des Weiteren werden komplexe Simulationsmodelle erstellt, mit denen die Kolbensekundär-bewegung, die Kolbenringbewegung, die Gasströmung im Ringpaket und der Öltransport im Ringpaket geklärt werden können. Die Kolbensekundärbewegungsrechnung basiert auf einer FEM-Diskretisierung die aus CAD-Modellen sämtlicher Bauteile abgeleitet ist. Die dreidimensionale Berechnung der Kolbenringbewegung erfolgt unter Berücksichtigung dynamisch wirkender Kräfte aus der Bewegung, der Ringreibung, dem Gasdruck und den Zwischenring- drücken. Die Elastizität der Ringe wird berücksichtigt, so dass Biegung, Torsion und damit auch das Twisten abgebildet werden können. Nut- und Ringgeometrie sowie thermisch bedingte Verzüge fließen ebenfalls in die Berechnung mit ein. Als Ergebnisgrößen stehen neben den Ringbewegungen und -lagen auch die Gasströmungen und -drücke, Schmierfilmhöhen und Verlustleistungen zur Verfügung.
Die Projektreihe Kolbenring-Öltransport dient der Untersuchung der tribologischen Zustände in der Kolbengruppe. Dabei wurde im ersten Projektabschnitt ein 0,5-l-Einzylinder-Forschungsmotor aufgebaut, der mit zahlreichen Sensoren ausgerüstet ist, um diese Zustände messtechnisch zu erfassen. Im zweiten, hier ausschnittsweise vorgestellten Projektabschnitt wurden zusätzliche Simulationsmodelle implementiert, die durch Abgleich mit den aufgezeichneten Messdaten an Genauigkeit gewinnen und zum Verständnis des Ölhaushalts in der Kolbengruppe erheblich beitragen.
The main focus of the project series “Piston Ring Oil Transport” is the investigation of the tribological conditions in the piston assembly. Within the first part of the project, a 0.5-l single-cylinder research engine was built up [1, 2], which is equipped with numerous sensors to measure the tribological circumstances. In the second project part [3] presented here, additional simulation models are developed, which gain accuracy compared to the recorded measurement data and contribute significantly to an understanding of the oil supply at the piston assembly.