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Vertiefungsseminar Donnerstag, 21. Februar 2008 Entwicklung innovativer Pkw-Erdgasmotoren – Strategien und Werkzeuge Seminarleiter: Hans-Jürgen Berner Leiter Thermodynamik/Brennverfahren, Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren, Stuttgart Geschichtlicher Rückblick ■ Kurze Einführung in die Historie gasbetriebener Fahrzeuge Eigenschaften des Kraftstoffs Erdgas aus motorischer Sicht ■ Definition und Verwendung von Kennwerten – Spezielle Heizwerte – Gemischheizwerte – Wobbe-Index – Methanzahl ■ Zusammensetzung und örtliche Unterschiede ■ Motorrelevante Kennzahlen (Flammenfortschritts- geschwindigkeit, etc.) Erdgasspezifische Brennverfahren ■ Klassifizierung der Brennverfahren ■ Detaillierte Beschreibung ausgewählter Verfahren ■ Vergleichsprozesse ■ Wichtige Kenngrößen zur thermodynamischen Bewertung von Brennverfahren Wirkungsgradsteigerung durch Downsizing ■ Bedeutung der Aufladung von Erdgasmotoren ■ Diskussion der Potenziale und Grenzen verschiedener Verfahren ■ Vorstellung der erforderlichen Änderungen aus Sicht der Verbrennung Prüfstandstechnik für die Entwicklung von Erdgasmotoren ■ Erdgasspezifische Prüfstandsausrüstung – Instationäre Kraftstoffverbrauchsmessung (Coriolis-Prinzip) – Lambdabestimmung, Breitbandsonde, Kohlenstoffbilanz – Einzylinderspezifische Ausrüstung Innere Gemischbildung und Aufladung ■ Vorstellung verschiedener Verfahren der Direkteinblasung ■ Potenziale und Restriktionen in der Kombination mit Aufladung ■ Ergebnisse aus realisierten Verfahren Erdgasmotor im Hybridantriebstrang ■ Hybridkonzepte ■ Strukturen ■ Energiewandler www.managementcircle.de/02-7070 Fallstudie! ■ Speichersysteme ■ Motoroptimierung ■ Modellbildung Minimalhybrid ■ Ergebnisse NEFZ/Realbetrieb Einsatz der 3-D CFD-Berechnung bei der Entwicklung eines CNG-Motors ■ Arbeitsweise am Beispiel des CFD-Tools QuickSim ■ Modellierung Einspritzsystem-Gemischbildung- Verbrennung ■ Präsentation und Diskussion von Ergebnissen Zusammenfassung ■ Gemeinsame Extraktion wichtiger Erkenntnisse und stichwortartige Zusammenstellung ■ Darstellung sinnvoller Abläufe für die Entwicklung aufgeladener Brennverfahren an Pkw-Erdgasmotoren Seminarzeiten Empfang und Kaffee, Ausgabe der Seminarunterlagen ab 8.15 Uhr Beginn des Seminars Gemeinsames Mittagessen 9.00 Uhr 12.30 Uhr Ende des Seminars 17.00 Uhr Am Vor- und Nachmittag sind in Absprache mit dem Seminarleiter und den Teilnehmern Kaffee- und Teepausen vorgesehen. Zum Inhalt des Vertiefungsseminars In diesem Seminar werden die grundsätzlichen Eigenschaften des Kraftstoffes Erdgas mit denen konventioneller Kraftstoffe verglichen sowie die daraus resultierenden Auswirkungen auf die motorische Verbrennung dargestellt. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden aufgeladene Motorkonzepte vorgestellt und diskutiert. Am Beispiel der Entwicklung eines aufgeladenen Downsizing-Konzeptes mit innerer Gemischbildung werden die verwendeten Werkzeuge und Methoden für die Entwicklung ange- passter Brennverfahren exemplarisch vorgestellt. An Praxisbeispielen wird das Potenzial aufgeladener Verfahren abschließend dargestellt und ein Ausblick auf künftige Verfahren gegeben. Es ist genug Zeit eingeplant, damit Sie ihre individuellen Fragestellungen zur Entwicklungsmethodik an Pkw-Erdgasmotoren darstellen und gemeinsam mit dem Seminarleiter und den Teilnehmern diskutieren können.
Die Referenten Peter Bauer Dipl.-Ing. Maschinenbau, ist seit 1981 bei der Daimler AG, Wörth. Als Leiter des Produktmanagements für die Baureihe ECONIC ist er zuständig für das Product Life Cycle Management, inklusive der strategischen Produktplanung und der Triebstrangstrategie. Vor seiner der- zeitigen Position war er verantwortlich für die technische Beratung und die Produktförderung der Daimler Nutz- und Sonderfahrzeuge (Special Trucks). Hans-Jürgen Berner Dipl.-Ing., ist Bereichsleiter Thermodynamik und Brenn- verfahrensentwicklung am Forschungsinstitut für Kraftfahrzeuge und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS). Zuvor war er von 1995 bis 1999 Gruppenleiter im Bereich Verbrennungsmotoren. Otto Berthold Dipl.-Ing. Maschinenbau, ist seit 1997 Mitarbeiter der GASAG Berliner Gaswerke Aktiengesellschaft. Als Projektleiter entwickelte er das Geschäftsfeld Erdgas als Kraftstoff. Seit 2006 ist er Sachgebietsleiter Neue Technologien. Otto Berthold ist zudem in zahlreichen bundesweiten Gremien im Bereich „Erdgas als Kraftstoff“ aktiv. Nach seinem Diplom arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Berlin und am Wissenschaftszentrum für Sozialforschung in Berlin in mehreren Projekten zu Alternativen Antrieben und deren Markteinführung. Klaus Bohn Dipl.-Ing (FH), ist Geschäftsführer der CNG-Technik GmbH in Mainz, ein Tochterunternehmen der FORD Deutschland Holding GmbH. CNG-Technik entwickelt und fertigt Erdgasfahrzeuge für FORD in Europa. Klaus Bohn verfügt über langjährige Erfahrungen mit Erdgasfahrzeugen, Erdgastankstellen sowie Service und Wartung. Dr. Thomas Danner Dr.-Ing., ist seit 2005 zuständig für das Arbeitsgebiet Energiespeicherung bei der BASF Future Business GmbH in Ludwigshafen. Zu seinen Aufgaben gehören die Projekt- leitung der Materialentwicklung sowie das strategische Marketing. Zuvor war er für 5 Jahre in der Zentralen Technischen Entwicklung der BASF AG zuständig für die Arbeitsgebiete Grenzflächen, Emulsionen und Dispersionen. Prof. Dr. Horst E. Friedrich ist seit 2004 Direktor des neu gegründeten Institutes für Fahrzeugkonzepte beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. in Stuttgart. Forschungsschwerpunkte sind alternative Antriebstechnik und Energiewandlung, sowie Leichtbau und Hybridbauweisen für Straßen- und Schienenfahrzeuge. Außerdem ist er Professor an der Universität Stuttgart. Zuvor arbeitete er vorwiegend in leitenden Funktionen an neuen Bauweisen und Werk- stoffen für Flugzeuge sowie an Flugtriebwerken und der Verkürzung der Produkteinführungszeiten. 1996 ging Prof. Friedrich als Leiter der Fahrzeug-Forschung zu VW nach Wolfsburg, wo er zuletzt als Leiter der Konzern- forschung Werkstofftechnik und Fahrzeugkonzepte arbeitete. www.managementcircle.de/02-7070
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Vertiefungsseminar Donnerstag, 21. Februar 2008<br />
Entwicklung innovativer Pkw-Erdgasmotoren –<br />
Strategien und Werkzeuge<br />
Seminarleiter:<br />
Hans-Jürgen Berner<br />
Leiter Thermodynamik/Brennverfahren, Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren, Stuttgart<br />
Geschichtlicher Rückblick<br />
■ Kurze Einführung in die Historie gasbetriebener<br />
Fahrzeuge<br />
Eigenschaften <strong>de</strong>s Kraftstoffs Erdgas aus<br />
motorischer Sicht<br />
■ Definition und Verwendung von Kennwerten<br />
– Spezielle Heizwerte<br />
– Gemischheizwerte<br />
– Wobbe-In<strong>de</strong>x<br />
– Methanzahl<br />
■ Zusammensetzung und örtliche Unterschie<strong>de</strong><br />
■ Motorrelevante Kennzahlen (Flammenfortschritts-<br />
geschwindigkeit, etc.)<br />
Erdgasspezifische Brennverfahren<br />
■ Klassifizierung <strong>de</strong>r Brennverfahren<br />
■ Detaillierte Beschreibung ausgewählter Verfahren<br />
■ Vergleichsprozesse<br />
■ Wichtige Kenngrößen zur thermodynamischen<br />
Bewertung von Brennverfahren<br />
Wirkungsgradsteigerung durch Downsizing<br />
■ Be<strong>de</strong>utung <strong>de</strong>r Aufladung von Erdgasmotoren<br />
■ Diskussion <strong>de</strong>r Potenziale und Grenzen<br />
verschie<strong>de</strong>ner Verfahren<br />
■ Vorstellung <strong>de</strong>r erfor<strong>de</strong>rlichen Än<strong>de</strong>rungen aus<br />
Sicht <strong>de</strong>r Verbrennung<br />
Prüfstandstechnik für die Entwicklung von<br />
Erdgasmotoren<br />
■ Erdgasspezifische Prüfstandsausrüstung<br />
– Instationäre Kraftstoffverbrauchsmessung<br />
(Coriolis-Prinzip)<br />
– Lambdabestimmung, Breitbandson<strong>de</strong>,<br />
Kohlenstoffbilanz<br />
– Einzylin<strong>de</strong>rspezifische Ausrüstung<br />
Innere Gemischbildung und Aufladung<br />
■ Vorstellung verschie<strong>de</strong>ner Verfahren <strong>de</strong>r<br />
Direkteinblasung<br />
■ Potenziale und Restriktionen in <strong>de</strong>r Kombination<br />
mit Aufladung<br />
■ Ergebnisse aus realisierten Verfahren<br />
Erdgasmotor im Hybridantriebstrang<br />
■ Hybridkonzepte<br />
■ Strukturen<br />
■ Energiewandler<br />
www.managementcircle.<strong>de</strong>/02-7070<br />
Fallstudie!<br />
■ Speichersysteme<br />
■ Motoroptimierung<br />
■ Mo<strong>de</strong>llbildung Minimalhybrid<br />
■ Ergebnisse NEFZ/Realbetrieb<br />
Einsatz <strong>de</strong>r 3-D CFD-Berechnung bei <strong>de</strong>r<br />
Entwicklung eines CNG-Motors<br />
■ Arbeitsweise am Beispiel <strong>de</strong>s CFD-Tools QuickSim<br />
■ Mo<strong>de</strong>llierung Einspritzsystem-Gemischbildung-<br />
Verbrennung<br />
■ Präsentation und Diskussion von Ergebnissen<br />
Zusammenfassung<br />
■ Gemeinsame Extraktion wichtiger Erkenntnisse und<br />
stichwortartige Zusammenstellung<br />
■ Darstellung sinnvoller Abläufe für die Entwicklung<br />
aufgela<strong>de</strong>ner Brennverfahren an Pkw-Erdgasmotoren<br />
Seminarzeiten<br />
Empfang und Kaffee, Ausgabe <strong>de</strong>r Seminarunterlagen ab 8.15 Uhr<br />
Beginn<br />
<strong>de</strong>s Seminars<br />
Gemeinsames<br />
Mittagessen<br />
9.00 Uhr 12.30 Uhr<br />
En<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>s Seminars<br />
17.00 Uhr<br />
Am Vor- und Nachmittag sind in Absprache mit <strong>de</strong>m Seminarleiter und <strong>de</strong>n<br />
Teilnehmern Kaffee- und Teepausen vorgesehen.<br />
Zum Inhalt <strong>de</strong>s Vertiefungsseminars<br />
In diesem Seminar wer<strong>de</strong>n die grundsätzlichen Eigenschaften<br />
<strong>de</strong>s Kraftstoffes Erdgas mit <strong>de</strong>nen konventioneller<br />
Kraftstoffe verglichen sowie die daraus resultieren<strong>de</strong>n<br />
Auswirkungen auf die motorische Verbrennung dargestellt.<br />
Basierend auf diesen Erkenntnissen wer<strong>de</strong>n aufgela<strong>de</strong>ne<br />
Motorkonzepte vorgestellt und diskutiert. Am Beispiel <strong>de</strong>r<br />
Entwicklung eines aufgela<strong>de</strong>nen Downsizing-Konzeptes<br />
mit innerer Gemischbildung wer<strong>de</strong>n die verwen<strong>de</strong>ten<br />
Werkzeuge und Metho<strong>de</strong>n für die Entwicklung ange-<br />
passter Brennverfahren exemplarisch vorgestellt.<br />
An Praxisbeispielen wird das Potenzial aufgela<strong>de</strong>ner<br />
Verfahren abschließend dargestellt und ein Ausblick auf<br />
künftige Verfahren gegeben.<br />
Es ist genug Zeit eingeplant, damit Sie ihre individuellen<br />
Fragestellungen zur Entwicklungsmethodik an Pkw-Erdgasmotoren<br />
darstellen und gemeinsam mit <strong>de</strong>m Seminarleiter<br />
und <strong>de</strong>n Teilnehmern diskutieren können.
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