Fakultät Maschinenbau
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Bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung besteht beim Kaltstart, den Warmlaufphasen und auch durch den Einfluss anderer Parameter wie z. B. des Einspritzzeitpunkts oder des Einspritzdrucks die Problematik, dass Kraftstoff an die Zylinderlaufbahn aufgetragen wird und sich mit dem Motoröl vermischen kann. Eine Verstärkung dieses Kraftstoffauftrags ist unter anderem der Verschiebung der Motorbetriebspunkte zu höheren Mitteldrücken und damit einem Wirkungsgrad optimaleren Betrieb geschuldet. Eine Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Motoröls durch die Verdünnung mit Kraftstoff ist die Folge. Durch die Verringerung der Viskosität des Motoröls kann es zu einer verminderten Schmierwirkung des Öls kommen, die im schlimmsten Fall zur Schädigung des Motors führt. Existierende Offline-Analysemethoden die zeitintensive Laboranalysen nach sich ziehen, als auch Online-Messverfahren die nicht den technischen Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und einer kurzen Messdauer entsprechen, stellen aktuell die einzigen Messmethoden zur Bestimmung der Schmierölverdünnung dar. Durch neue Entwicklungstrends bei Ottomotoren ist es jedoch unbedingt notwendig, die Mechanismen des Kraftstoffein- und -austrags in das und aus dem Motoröl genauer zu untersuchen. Mit der an der OTH Regensburg neu entwickelten Messtechnik wurde eine Vorgehensweise erarbeitet, mit der die zeitlichen Verläufe des Kraftstoffein- und -austragsverhaltens bei Ottomotoren quantitativ in kurzer Zeit bestimmt und optimiert werden können.
Especially at cold start and the warm-up operation GDI engines have an issue with oil dilution. Parameters such as injection timing and injection pressure impact the entry of fuel in the engine oil as well. With the adjustment of engine operating points to higher mean effective pressures resulting in downsizing concepts also an additional increase of fuel entry occurs. Fuel gets into the oil pan and is mixed with the engine oil so that the physical and chemical properties of the engine oil are changed. With the reduction of engine oil viscosity due to fuel entry a reduced lubricating effect can be caused. In the worst case damage to the engine occurs, To determine oil dilution online and offline measurement methods exist. A rather long analysis time in the laboratory is a disadvantage of the offline methods. Online methods are not correlating with technical requirements in terms of accuracy and a short measurement time. New trends in the development of gasoline engines require investigations of fuel in oil sorption and desorption processes. A new measurement technique which is developed at the OTH Regensburg enables to determine quantitative fuel in oil sorption and desorption processes. With this technique a procedure was generated to measure the oil dilution at gasoline engines and optimize them in a short time.
Regelungsfunktionen für Automotive-Anwendungen werden dahingehend entworfen, dass ein bestmögliches Regelverhalten über die gesamte Lebensdauer der Applikation erzielt werden soll. Der Einfluss unterschiedlicher Umgebungsbedingungen und Bauteilvarianten sowie eine Alterung von Komponenten führt dazu, dass beim Entwurf von Regelungen Reserven vorgehalten werden müssen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass eine Veränderung der geregelten Strecke zu einem ungewollten Regelverhalten - bis hin zur Instabilität des geregelten Systems - führt. Im Rahmen des Forschungsprojekts ACES (Integrated Adaption of Linear Controllers for Embedded Systems) entwickeln die Kooperationspartner AVL Software & Functions GmbH, Regensburg und die OTH Regensburg gemeinsam Algorithmen zum Entwurf von adaptiven Regelungen, bei denen die Parameter eines Reglers auf Basis identifizierter Streckenparameter eingestellt werden. Vorgestellt wird ein rekursiver und durch einen variablen Gewichtungsfaktor modifizierter Algorithmus, welcher in der Lage ist, auch unter nicht optimalen Schätzbedingungen zeitvariante physikalische Parameter eines realen Antriebstrangs zweiter Ordnung in Echtzeit zu ermitteln. Mit der Implementierung des Schätzverfahrens auf einem in der Automotive Branche verwendeten Steuergerät wurde die prinzipielle Tauglichkeit des Verfahrens im Hinblick auf die Anwendbarkeit für industrienahe Problemstellungen aufgezeigt. Die weitere Vorgehensweise besteht darin, den Algorithmus dahingehend anzupassen, dass auftretende nichtlineare Effekte wie Reibung berücksichtigt werden können. Ferner sollen auch Systeme höherer Ordnung identifiziert werden. Für den Fall von linearen Strecken zweiter Ordnung ist der Algorithmus bereits in der Lage, die notwendigen Parameter zur Auslegung adaptiver Regelungen zu liefern. Die Implementierung von solchen adaptiven Regelalgorithmen auf einem Steuergerät soll im Projekt ACES ebenfalls umgesetzt werden. Die Verwendung adaptiver Regler könnte somit eine effizientere Regelung von zeitvarianten Strecken ermöglichen.