Die Partikelbildung in dieselbetriebenen Motoren

Dieselbetriebene Verbrennungsmotoren bieten ökologische Vorzüge in Form einer gesteigerten Treibstoffökonomie und verminderter Kohlenmonoxidemissionen. Sie sind jedoch auch mit einem größeren Ausstoß von Feststoffteilchen und Stickoxiden verbunden als traditionelle, benzinbetriebene Motoren. Die europäische Kommission will dieses Problem lösen, indem sie strengere EURO-Emissionsnormen für Dieselmotoren verabschiedet. Ein großer Antrieb sind dabei die nachgewiesenen steigenden Gesundheitsrisiken durch das Einatmen dieser Partikel.

Um die europäischen Automobilhersteller bei der Erfüllung der strengeren Emissionsstandards zu unterstützen, nutzte die Forschungsabteilung Centro Ricerche Fiat (CRF) die numerische Strömungssimulation (CFD – Computational Fluid Dynamics). Unter Einsatz des von CD-adapco erstellten STAR CFD Pakets simulierte CRF die physikalischen und chemischen Prozesse, die in der Brennkammer des Dieselmotors stattfinden.

CRF nutzte STAR erfolgreich zur Nachbildung der Entwicklung von Fluss- und Temperaturfeldern im Inneren der Brennkammer. Die Modellergebnisse ließen sich gut mit Messungen vergleichen, die im Labor von CRF-Partnern im Rahmen des PARTSIZE-Projekts durchgeführt wurden. Ein weiterer wichtiger Beitrag lag in der Einbindung eines neuen Modells zur Rußpartikelbildung in STAR, das von einem anderen Mitglied des PARTSIZE-Konsortiums entwickelt wurde. Dieser zusätzliche Bestandteil liefert wertvolle Ergebnisse, wie beispielsweise die Gesamtmenge des ausgestoßenen Rußes und die damit verbundene Verteilung der Partikelgröße.

Europäische Automobilhersteller können diese neuen Softwaretools nutzen, um bessere Dieselmotoren zu entwerfen, die weniger Partikel erzeugen. Dies sichert nicht nur die Übereinstimmung mit der Emissionsgesetzgebung, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit auf dem internationalen Markt.