Anyelo Vanegas, M.Sc.

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Adresse:
            Institut für Technische Verbrennung
            RWTH Aachen University
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Arbeitsgebiete

Forschung

- SFB 686: Regelung der teilhomogenisierten Verbrennung im Dieselmotor durch variable Einspritzfolge

Lehre

- Mechanik I und II

Publikationen

I. Forschungsprojekte

Sonderforschungsbereich SFB 686.

Regelung der teilhomogenisierten Verbrennung im Dieselmotor durch variable Einspritzfolge

In der ersten Förderperiode wurde der Versuchsträger aus diesem Teilprojekt (1,9 l Dieselmotor) für den Teillast-Bereich vom konventionellen Betrieb auf den teilhomogenisierten Betrieb (PCCI) umgestellt. Verschiedene Düsengeometrien mit unterschiedlichen Spritzkegelwinkeln sowie verschiedene Kolben mit unterschiedlicher Muldengeometrie wurden am Motor getestet, um einen für den PCCI-Betrieb optimierten Spritzkegelwinkel und eine für den PCCI-Betrieb optimierte Kolbengeometrie zu finden. Die Auswahl der untersuchten Düsen und Kolben wurde auf Basis von zuerst durchgeführten numerischen Simulationen getroffen. Die Simulationen wurden hauptsächlich mit dem in Teilprojekt B1 entwickelten interaktiv gekoppelten CFD-Mehrzonen-Modell ausgeführt. Zur experimentellen Bestimmung des optimierten Spritzkegelwinkels und der optimierten Kolbengeometrie wurde eine ausführliche thermodynamische Untersuchung des teilhomogenisierten Brennverfahrens durchgeführt. Hauptsächlich wurden dabei eine Variation des Einspritzbeginns von ganz früh bis kurz vor dem oberen Totpunkt (OT) sowie eine Variation der Abgasrückführungs-Rate (AGR-Rate) betrachtet.

In Zusammenarbeit mit Teilprojekt A2 wurden während der ersten Förderperiode zudem Arbeiten zur Entwicklung eines Verbrennungsreglers begonnen. Dazu wurde zunächst ein von Teilprojekt A2 entwickelter Luftpfadregler erfolgreich am Motor getestet. Dieser regelt den Ladedruck und den Frischluftmassenstrom. Die Stellgrößen des Luftpfadreglers sind das AGR-Ventil und die VTG (Variable Turbine Geometry)-Position. Weiterhin wurden der indizierte Mitteldruck und der Verbrennungsschwerpunkt als Regelgrößen für den Verbrennungsregler definiert. Die dazugehörigen Stellgrößen sind Einspritzbeginn, Einspritzmenge der Haupteinspritzung und AGR-Rate. Die AGR-Rate fungiert damit gleichzeitig als Regelgröße des Luftpfadreglers und Stellgröße des Verbrennungsreglers.

In der zweiten Förderperiode sind der Einsatz von neuen Kraftstoffen mit niedriger Cetanzahl sowie eine Variation des Verdichtungsverhältnisses vorgesehen, um die bisher zu frühe Verbrennungsschwerpunktlage im PCCI-Betrieb hinter den oberen Totpunkt zu verschieben. Zudem sollen Mehrfacheinspritzungen untersucht werden. Ziel ist es, die Staffelung der Einspritzmenge so zu optimieren, dass Schadstoffproduktion und Kraftstoffverbrauch im teilhomogenisierten PCCI-Betrieb besonders niedrig ausfallen.

Im Rahmen von weiteren Arbeiten in der zweiten Förderperiode sollen die in der ersten Förderperiode bereits begonnen statischen und dynamische Messungen mit dem schnellen HC (unverbrannte Kohlenwasserstoffe)-Sensor fortgesetzt werden. Die HC-Emissionen werden in der nächsten Förderperiode mit den NO_X-Emissionen als zu minimierende Nebenbedingung für den Verbrennungsregler mit eingebunden.

II. Veröffentlichungen

Experimental Investigation of the Effect of Multiple Injections on Pollutant Formation in a Common-Rail DI Diesel Engine, SAE World Congress April 2008 Detroit USA. SAE Technical Paper 2008-01-1191, Anyelo Vanegas, H. Won, C. Felsch, M. Gauding, N. Peters

Evaluation of Modeling Approaches for NOx Formation in a Common-Rail DI Diese Engine within the Framework of Representative Interactive Flamelets(RIF) Model. SAE World Congress April 2008. SAE Technical Paper 2008-01-0971. C. Felsch, M. Gauding, A. Vanegas, H. Won, V. Luckhchoura, C. Hasse, J. Ewald, N. Peters

Systematic Reduction of an Interactively Coupled CFD-Multi-Zone Approach Towards a " Stand-alone" Multi-Zone Model for PCCI Combustion. THIESEL 2008 Conference on Thermo-and Fluid Dynamic Processes in Diesel Engines, September 2008 Valencia Spain. C. Felsch, Anyelo Vanegas, B. Kerschgens, N. Peters, K. Hoffmann, P. Drews, D. Abel and H. Barths

Experimental Study of HC Emissions Using Narrow Spray Cone Angles and Different Surrogate Fuels in Low Temperature Diesel Combustion Systems. FISITA 2008 World Automotive Congress, September 2008 Munich Germany. H. Won, Anyelo Vanegas, N. Peters.

Influence of the nozzle spray angle on pollutant formation and combustion efficiency for a PCCI Diesel Engine. SAE World Congress 2009. Anyelo Vanegas, H. Won, N. Peters

Applying an Extended Flamelet Model for a Multiple Injection Operating Strategy in a Common-Rail DI Diesel Engine, SAE World Congress 2009. Gauding, M., Felsch, C., Kerschgens, B., Vanegas, A., Won, H., Peters, N

A Cycle-Based Multi-Zone Simulation Approach Including Cycle-to-Cycle Dynamics for the Development of a Controller for PCCI Combustion, SAE World Congress 2009. Hoffmann, K., Drews, P., Abel, D., Felsch, C., Vangeas, A., Peters, N.

Fast nonlinear model predictive control for the air path of a PCCI/HCCI combustion diesel engine. ECC2009. P. Drews, Kai Hoffman, R. Beck, R. Gasper, Anyelo Vanegas, C. Felsh, N. Peters and D. Abel.

Applying an Interactively Coupled CFD-Multi-Zone Approach to Study the Effects of Piston Bowl Geometry Variations on PCCI Combustion, SAE International Powertrains, Fuels and Lubricants Meeting, 2009. Kerschgens, B., Felsch, C., Vanegas, A., Peters, N

Combustion Model Reduction for Diesel Engine Control Design, International Journal of Engine Research, 2009. Felsch, C., Hoffmann, K., Vangeas, A., Drews, P., Abel, D., Peters, N., Barths, H.

Systematische Reduktion eines interaktiv gekoppelten CFD-Mehrzonenmodells zu einem rechenzeitoptimierten eigenständigen Mehrzonenmodell für die PCCI Verbrennung. Haus der Technik, IX. Tagung "Motorische Verbrennung - aktuelle Probleme und moderne Lösungsansätze", München, Germany, 2009. Felsch, C., Kerschgens, B., Vanegas, A., Glawe, C., Peters, N., Drews, P., Hoffmann, K., Abel, D., Barths, H.

A dynamic PCCI combustion model for Diesel engine control design C. Felsch, K. Hoffmann, A. Vanegas,P. Drews, T. Alvin, D. Abel, N. Peters. Towards Clean Diesel Engines, Aachen Juni 2009

An Experimental Study of Cluster Nozzles for DI Diesel Engine. 9th International Conference on Engines and Vehicles, September 13-18, 2009, Capri, Naples, Italy, Hyun Woo Won; Abhinav Sharma; Anyelo Vanegas; Norbert Peters
A dynamic PCCI combustion model for Diesel engine control design, Felsch, C., Hoffmann, K., Vanegas, A., Drews, P., Albin, T., Abel, D. und Peters, N.: in: C. Schulz, N. Peters (Eds.), Seventh International Symposium Towards Clean Diesel Engines 2009, Aachen, ISSN 1613-0073, Vol. 452, CEUR Proceedings, http://CEUR-ws.org/Vol-452/.

Experimental Analysis of the effect of very early pilot injectionon pollutant formation for a PCCI Diesel Engine. A. Vanegas, N. Peters. Seventh International Symposium Towards Clean Diesel Engines 2009, Aachen, ISSN 1613-0073, Vol. 452, CEUR Proceedings, http://CEUR-ws.org/Vol-452/.
The PCCI Combustion Process for Diesel Engine. A Key Element for upcoming Euro 6. A. Vanegas, N. Peters. FISITA 2010, Budapest (Hungary)

Model-Based Optimal Control for PCCI Combustion Engines. IFAC-Symposium Advances in Automotive Control, Munich, Germany, July 12th–14th, 2010.P. Drews, T. Albin, K. Hoffmann, A. Vanegas, C. Felsch, N. Peters, D. Abel

III. Verleihung

PE Publishing Best Paper Award for the 2009's volume of the International Journal of Engine Research. http://journals.pepublishing.com/content/v201228g0w9406m8/fulltext.pdf

Offene Stellen / Arbeiten

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