Verbrennungsmotoren lassen sich heute mit speziellen Simulationswerkzeugen am Computer gut verstehen. Egal ob man das Strömungsverhalten im Motor, den Verbrennungsvorgang oder akustische Eigenschaften berechnen will: Eine Vielzahl von bewährten Simulationswerkzeugen steht zur Verfügung. Allerdings sind solche Berechnungen meist mit einem sehr hohen Zeitaufwand verbunden. An der TU Wien versucht man daher, die komplizierten Berechnungsmethoden zu vereinfachen, ohne dabei auf allzu viel Genauigkeit verzichten zu müssen. Nikolaus Euler-Rolle vom Institut für Mechanik und Mechatronik erhielt dafür nun den Mechatronik-Preis 2013 für die beste Diplom-/Masterarbeit an österreichischen Universitäten.

Fortschritt durch Computersimulationen
Das Auto ist zwar über hundert Jahre alt, aber noch immer werden bemerkenswerte technologische Fortschritte erzielt, beispielsweise beim Wirkungsgrad oder bei den Schadstoff- und Geräuschemissionen. Das gelingt heute in erster Linie durch immer komplexere Modelle, mit denen man viele Details der Abläufe im Motor am Computer nachbilden kann. Auch mit den modernsten Rechnern stößt man allerdings irgendwo auf eine Grenze: Ein gewisses Niveau an Komplexität lässt sich nicht überschreiten.

Im Rahmen seiner Diplomarbeit hat sich DI Nikolaus Euler-Rolle mit Modellreduktionsverfahren beschäftigt. Anstatt die Modelle immer komplexer zu machen, werden nun vereinfachte Modelle gesucht, die den Rechenaufwand erheblich reduzieren, aber trotzdem noch Ergebnisse mit vergleichbarer Aussagekraft hervorbringen.

Schmiermittel-Druck an der Kurbelwelle
Die Kurbelwelle im Motor wandelt die Auf-und-ab-Bewegung der Kolben in eine Drehbewegung um. Das erfordert Gleitlager, die entsprechend geschmiert werden müssen. Euler-Rolle untersuchte Modelle zur Beschreibung des Druckaufbaus im Schmiermittel der Kurbelwellengleitlager. Die Diplomarbeit wurde im Rahmen des Christian Doppler Labors „Model Based Calibration Methodologies“ als Kooperation zwischen der Firma AVL List GmbH und dem Institut für Mechanik und Mechatronik der TU Wien durchgeführt. Euler-Rolle gelang es, das Modell zur Berechnung des Öldrucks, der sich im Schmierspalt von Gleitlagern einstellt und einen wesentlichen Bestandteil in der dynamischen Gesamtsimulation von Verbrennungskraftmaschinen darstellt, erheblich zu vereinfachen.

Für seine Arbeit wurde er am 5. November 2013 in Linz mit dem internationalen Mechatronik-Preis 2013 in der Kategorie „Beste Diplom/-Masterarbeit an österreichischen Universitäten sowie der Scientific Community des ACCM“ ausgezeichnet.

 

Quelle: Clusterland Oberösterreich GmbH / Mechatronik-Cluster

Der Preis
Der internationale Mechatronik-Preis (MEC) ist eine wichtige Initiative des Mechatronik-Clusters, um das Bewusstsein für Technik zu steigern und die hervorragenden Arbeiten junger ForscherInnen der Öffentlichkeit zu präsentieren. Der MEC wurde 2006 von der Industriellenvereinigung OÖ (IV OÖ), dem Mechatronik-Cluster (MC), dem Ingenieur- & Architektenverein Landesverein Oberösterreich (ÖIAV OÖ) und dem Austrian Center of Competences in Mechatronics (ACCM) initiiert, um den Stellenwert der Mechatronik und die beachtlichen Leistungen, die auf diesem Gebiet erbracht werden, ins Rampenlicht zu rücken.

Nähere Informationen
DI Nikolaus Euler-Rolle
CD-Labor „Model Based Calibration Methodologies“
Institut für Mechanik und Mechatronik
Wiedner Hauptstr. 8, 1040 Wien
T: +43-1-58801-325528
<link>nikolaus.euler-rolle@tuwien.ac.at 
<link http: mbc.tuwien.ac.at>

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Prof. Stefan Jakubek
Leiter des CD-Labors „Model Based Calibration Methodologies“
Institut für Mechanik und Mechatronik
Wiedner Hauptstr. 8, 1040 Wien
T: +43-1-58801-325510
<link>stefan.jakubek@tuwien.ac.at
<link http: mbc.tuwien.ac.at>

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Bilder: © Clusterland Oberösterreich GmbH / Mechatronik-Cluster