Parameterschätzung in eindimensionalen Modellen
für instationäre Strömung in Dieseleinspritzsystemen

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Einseitige Kurzfassung in Deutsch

Abstract

Mithilfe von Experimenten und rechnergestützter Parameterschätzung in eindimensionalen Modellen soll ein tieferes Verständnis von Strömungsphänomenen in Dieseleinspritzanlagen (auch im Betrieb mit Dimethyläther) gewonnen und die zugehörigen physikalischen Modelle verbessert werden.

Eindimensionale Modelle werden deshalb verwendet, da sie das physikalische Systemverhalten sehr gut widerspiegeln. Phänomene, welche eine bestimmte Charakteristik über den Leitungsquerschnitt aufweisen, können sehr gut durch spezielle Parameter repräsentiert werden. Weiterhin wird spezielle Aufmerksamkeit darauf gelegt, dass alle Parameter eine direkte physikalische Bedeutung besitzen, damit die Resultate möglichst direkt für die Auslegung oder die Untersuchung des entsprechenden Equipments verwendet werden können und man auch Schlüsse über dessen physikalisches Verhalten unter bestimmten Bedingungen (z. B. Kavitation) ziehen kann.

Die Methoden der Parameterschätzung (in diesem Zusammenhang auch indirekte Messung genannt) kommen vor allem dort ins Spiel, wo man physikalische Informationen aus Versuchen nicht direkt messen kann. Mathematisch gesehen wird dafür ein Levenberg-Marquardt Algorithmus verwendet, wobei die partiellen Differentialgleichungen mit einem neuen, sehr effizienten Löser berechnet werden, welcher die analytische Lösung dieser Gleichungen in sehr effizienter Weise approximiert.

Einige der erzielten Resultate sind: die Einspritzmenge pro Zyklus kann direkt aus Druckmessungen an der Einspritzleitung berechnet werden, der Abstand der letzten Leitungsdruckmessung und der Drossel ist ebenso quantifizierbar wie die Größe der Drosselverluste, und schließlich kann man sogar Informationen über Strömungsphänomene und die Geometrie gewinnen. In einigen Fällen lässt sich sogar die Strömungsgeschwindigkeit in den Spritzlöchern berechnen. Weiterhin werden Verbesserungsvorschläge gemacht, die zu noch besseren Resultaten führen sollten.