Interview Dipl.-Ing. Dr. techn. Heidelinde Holzer

1. Was sind die Hintergründe für den Einsatz der doch relativ aufwendigen Visiolutiontechnik "VisioTomo" im Motorsportbereich?
Der Zylinderdruck stellt in den Drehzahlbereichen, in denen sich hauptsächlich Rennmotoren bewegen, keine globale Messgröße mehr dar. Die Informationen, die aus der Zylinderdruckmessung gewonnen werden können, sind lokale.

Die Visualisierung der Flammenausbreitung unterstützt nicht nur den Abgleich der Ergebnisse aus dem Versuch mit denen der 3D-Berechungen sondern trägt maßgeblich zum besseren Verständnis von noch ungeklärten Phänomenen für alle am Entwicklungsprozess Beteiligten bei.

2. Welche Erwartungen haben Sie an VisioTomo?
Zur weiteren Wirkungsgradsteigerung eines Rennmotors muss die Komplexität des Systems „Ottomotor“ verstanden und eine detaillierte Kenntnis des thermodynamischen Ablaufes im Brennraum gewonnen werden. Die effiziente Brennverfahrensentwicklung beinhaltet das umfassende Verständnis der Zusammenhänge zwischen Ladungsbewegung, Gemischaufbereitung, Flammen-ausbreitung, Verbrennungsstabilität und Wandwärmeverlusten. Da sich das Ausschöpfen des Leistungspotentials von aktuellen F1-Rennmotoren nicht nur immer schwieriger darstellt, sondern auch jedes weitere PS enorme Kosten verursacht, ist die Erwartung an VisioTomo bezüglich Verständniserweiterung sehr hoch. Die Einflüsse von durchgeführten Veränderungen beim Ladungswechsel, in der Gemischbildung, in der Brennraumgestaltung und in der Bedatung von leistungs-relevanten Kennfeldern müssen sicher von VisioTomo identifiziert werden können. Als unbedingte Voraussetzungen werden sowohl die Dauerhaltbarkeit der optischen Zylinderkopfdichtung hinsichtlich Temperatur und Vibration als auch des sich im Prüfraum befindlichen Messsystems verstanden. Die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse muss unter diesen extremen Belastungen und im Zeitaufwand stark eingeschränkten Bedingungen stets gewährleistet sein. Die Auswertesoftware hat die Ergebnisse für den Anwender nachvollziehbar darzustellen und den fehlerfreien, bedienfreundlichen Umgang mit sich zu bringen, um eigenständiges Arbeiten mit dem komplexen System ohne AVL-Spezialisten zu gewährleisten.

3. In welchen Bereichen kann GCA zur Entwicklung eines Rennmotors beitragen?
Die eindimensionale Rechnung Gas Exchange and Combustion Analysis (GCA) ist einerseits das Bindeglied zwischen Versuch und der 3D-Strömungsberechnung mit AVL-FIRE, andererseits bietet sie dem Versuchsingenieur eine wertvolle Ergänzung in der Thermodynamikentwicklung. Die mit nur hohem messtechnischen Aufwand erfassbaren Größen wie z.B. der Füllgrad stehen mit Hilfe der GCA Rechnung als Entscheidungsgrundlage zur Verfügung und bieten sich als Plausibilitätskontrolle am Einzylinderentwicklungsprüfstand an.

Zu den weiteren Vorteilen der GCA gehören:

Mit dem Einsatz der GCA im Rennsportbereich können die Schwachstellen der Indizierdatenaufbereitung wie z.B. die Abweichung in der thermodynamischen Nullpunktkorrektur im Postprocessing beseitigt werden. Als Anregung für die zukünftigen Software Releases wünschen wir uns eine Berechung des dynamischen Verdichtungsverhältnisses.

4. Wie wesentlich ist Ihnen der gemeinsame Einsatz von VisioTomo und GCA?
Das Ziel einer effizienten Verbrennung mit Hilfe einer optimalen Ausnutzung des Brennraumes ist, eine hohe Verbrennungsstabilität bei Drehzahlen bis 19.000 min^-1 zu gewährleisten. Wir erwarten uns hauptsächlich durch den Einsatz von VisioTomo und dem Abgleich mit der 3D-Strömungsberechnung dieser Forderung in Zukunft wesentlich besser nachkommen zu können, um somit in erster Linie die Variantenvielfalt zu reduzieren. Die Prozessanalyse GCA dient dem Versuchsingenieur auch am Prüfstand, die Plausibilität der Messergebnisse sofort zu überprüfen bzw. in kurzer Zeit Sensitivitätsanalysen durchführen zu können. So kann über Trendbewegungen bereits in einer sehr frühen Entwicklungsphase Auskunft geben werden.

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