Wenn Motoren kalt laufen

5. Februar 2017, 07:00
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Sebastian Salbrechter hat seine Dissertation zur Warmlaufphase von Motoren verfasst

An Motoren führte für Sebastian Salbrechter (35) kein Weg vorbei: Seine Familie betrieb einen Zweiradhandel in Feldkirchen in Kärnten, von klein auf war er an der Technik der Verbrennungsmotoren interessiert. Und weil er es ganz genau wissen wollte, begann er an der Technischen Universität Graz zu studieren, wo er 2009 seine Diplomprüfung am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik absolvierte.

Dissertation zur Warmlaufphase

Darauf baute seine Dissertation auf, in der er sich mit der sogenannten Warmlaufphase beschäftigt hat. Das Thema hat Bedeutung für den Kraftstoffverbrauch von Pkws: Speziell in Europa werden mit dem Auto meist nur kurze Distanzen zurückgelegt, im Schnitt sind es rund fünf Kilometer. Bis der Motor des Fahrzeugs die optimale Betriebstemperatur erreicht hat, ist der Fahrer also in den meisten Fällen bereits am Ziel. "Der Kraftstoffverbrauch eines Verbrennungsmotors ist im betriebswarmen Zustand geringer als unmittelbar nach dem Kaltstart. Um dieses Potenzial zu nutzen, will man die Warmlaufphase durch gezieltes Steuern der Wärmeströme so kurz wie möglich halten", sagt Salbrechter. Ist der Motor nämlich kalt, wird mehr Kraftstoff benötigt, weil die Reibung höher ist.

Um den tatsächlichen Treibstoffverbrauch zu berechnen, müssen Motorreibung und Wärmeeintrag genau berechnet werden. Es gibt durchaus Möglichkeiten, die Warmlaufphase des Motors zu verkürzen und damit Benzin oder Diesel zu sparen, etwa durch Wärmespeicher oder die Nutzung von Abgaswärme.

Simulationen am Rechner

Damit sich der Aufwand für dieses Wärmemanagement aber tatsächlich lohnt, müssen die einzelnen Maßnahmen zuvor untersucht werden. "Aus technischer Sicht gibt es Möglichkeiten, um durch solche Maßnahmen einen beträchtlichen Teil dieses Potenzials zu erschließen", sagt Salbrechter. Früher wurden die möglichen Auswirkungen der Wärmemanagement-Maßnahmen rein empirisch bestimmt, die Versuche dazu sind allerdings teuer und zeitintensiv. "Daher wird nun versucht, so viel wie möglich vorab am Rechner zu simulieren." Dazu hat Salbrechter mit seiner Dissertation einen wichtigen Beitrag geleistet: "Ich habe dabei ein Modell entwickelt, mit dem der gasseitige Wärmeeintrag in Abhängigkeit diverser Betriebsparameter berechnet werden kann." Der Motorwarmlauf kann damit durchgängig simuliert werden, es braucht weniger Versuche auf dem Prüfstand.

Teamleiter

Den Verbrennungsmotoren ist Salbrechter auch nach Fertigstellung der Dissertation treu geblieben: Er ist heute Teamleiter Sensor Development & Test Rigs beim Grazer Large Engine Competence Center (LEC), das auf Großmotoren spezialisiert ist und Grundlagenforschung betreibt. Dabei geht es um Erhöhung der Leistung und Minimierung von Verbrauch von riesigen Motoren, wie sie in Schiffen und Lokomotiven zum Einsatz kommen.

Salbrechter wird privat vor allem durch seine Tochter auf Trab gehalten, die vorigen Herbst geboren wurde. Beim Laufen, Fußballspielen und auch beim Skifahren findet er darüber hinaus die nötige Abwechslung von seiner Forschungstätigkeit. Und dass er an Motorrädern Interesse findet, braucht wohl nicht extra erwähnt zu werden. Dabei muss es aber nicht die modernste Technik sein, die ihn fasziniert – Oldtimer begeistern ihn noch mehr. (Robert Prazak, 5.2.2017)

  • Sebastian Salbrechter ist Teamleiter am Grazer Kompetenzzentrum für Großmotoren.
    foto: privat

    Sebastian Salbrechter ist Teamleiter am Grazer Kompetenzzentrum für Großmotoren.

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