Instationäre Modellierung und Sensitivitäsanalyse regelbarer CO2-Axialkolbenverdichter

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine dynamische Modellierung eines regelbaren PKW-Axialkolbenverdichters mit Schwenkscheibenmechanismus für das Kältemittel CO2 durchgeführt, die den Verdichter in seiner Gesamtheit beschreibt. Das erstellte Gesamtmodell setzt sich dabei aus mehreren Teilmodellen zusammen, die unter anderem die Thermodynamik der Zylinderräume, der Saug- und Druckkammer sowie des Kurbelgehäuses, die Wärmeübertragung, die Dynamik und Reibung von Schwenkscheibe und Kolben, das Ventilverhalten, die Kolbenleckage und die Regelmassenströme beschreiben. Das Gesamtmodell wird anhand von Messdaten aus der Literatur für den stationären Volllastbetrieb und teilweise auch für den dynamischen Betrieb validiert. Wesentliche Schwerpunkte und Fortschritte im Vergleich zum bisherigen Stand des Wissens sind die simulative Verknüpfung von Detailmodellen zu einem umfassenden Gesamtmodell, die dynamische Modellierung von Kolben und Schwenkscheibe, wobei auch die Beeinflussung der einzelnen Kolben untereinander berücksichtigt wird, sowie die Durchführung einer umfassenden Sensitivitätsanalyse. Einen wichtigen Teil der Untersuchung bildet die Diskussion der durchgeführten Sensitivitätsanalyse, mit deren Hilfe der Einfluss von Modell- und Geometrieparametern der Teilmodelle auf Bewertungsgrößen und wichtige Variablen identifiziert wird. Außerdem werden im Rahmen einer Kennfeldanalyse Kennfelder für Güte- und Wirkungsgrade generiert.