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エンジンコンシミュレーション CFRP製品の企画・製作・販売 BMW E46 M3 CFRP製品−エンジンフード・スポイラー 会社案内 お問合せフォーム
 

エンジンシミュレーション 

 
  燃焼室の形状・最適化による内燃機関のコンサルテーション    
   
   業務内容・主要ツール −  過去のプロジェクト − 大型エンジン開発の取り組み − 3次元CFDの利用   
  ヘロンテクニック社  当社はヘロンテクニック社の日本総代理店です  
  オーストリア・グラーツのヘロンテクニック社では、F1・インディカート等のトップフォーミュラレース用エンジンの燃焼室の最適化を行います。
ハイエンドのレース用エンジンのコンサルテーションで培った技術はレースの領域を超え、小型モータサイクル用エンジンから船舶用大型エンジン、そして発電用大型ジェネレータにも適用されています。 
 
  1990年に創業したヘロンテクニック社は、最先端技術と20年以上の経験に基づいたエンジン開発ソリューションを提案いたします。その実力は12年以上のフォーミュラ1エンジン開発と、その他のレースカー/一般市販車の開発プロジェクトにおける成功によって証明されています。
ヘロンテクニック社は、レースカー用エンジンの開発支援業務に加えて、ガソリンおよびディーゼルエンジンを使う内燃機、船舶用エンジン、そして発電ジェネレータ等の工業用途向けエンジンの開発支援へと業務を拡大しています。 
 
  ヘロンテクニック社 テクニカルディレクター
ハンス・アルテン博士の論文
「F1エンジンに対する要求と今後の開発戦略」をご覧いただけます。
 
  SAE2002-01-3359_HA.pdf へのリンク   
  ハンス・アルテン博士 Dr. Hans Alten
通常のオンロードエンジン(AVL List GmbH) における9年間の実績
フォーミュラ1レーシングビジネス(イルモア・エンジニアリングおよびメルセデス・ベンツ・ハイパフォーマンスエンジン) における
12年間の実績
HERON Technik GmbH CEO を3年間務める
 
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gyoumu
   業務内容  主要ツール  
       
   1次元−エンジンシミュレーション 1次元−エンジンシミュレーション
(AVL-BOOST とCONCERTO、GT - Power)
 
  改良・新型エンジン向け熱力学的サイクルシミュレーション
あらゆるメインディメンションの最適化
20年以上の実績
あらゆる種類のエンジンに利用される
 
   3次元−CFDフロー・燃焼シミュレーション 3次元−CFDフローシミュレーション
(AVL-FIRE)
 
  ポートフローの最適化、冷却システム解析
気筒内フロー(タンブル、スワールおよび燃焼)
バルブおよびピストンの移動によるガス交換の全工程
10年以上の実績
IC エンジンへの利用を専門とする。
(ポートフローキャパシティ、スワールおよびタンブル、
燃焼、冷却液フローなど)
 
   バルブトレイン解析 バルブトレイン最適化
(CDS およびHERON)
 
  バルブリフトとバルブタイミングの最適化
カム、スプリングおよび空気圧システムの配置
 世界中に長期の実績を誇る非常に強力なツール  
   圧力表示技術サポート CAD システム
(CATIA V5)
 
  高圧・低圧測定
特定燃焼解析  
シリンダーヘッドに関連するソリューション全般に
主として利用される 
 
   コンピュータープログラミング HERON ソフトウェア
(EXCEL, FORTRAN, BASIC, C++など)
 
  エンジン開発を支援するためのカスタマイズされた
ソリューションの提供  
 開発課題を支援する各種のツール  
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project
   過去のプロジェクト  次元− 自動車産業におけるエンジンシミュレーション  
     3.5L V6 ガソリンDI (中国)  
     0.7L バイクエンジン(イギリス)  
     0.6Lバイクエンジン(ドイツ)  
     9.4L 船舶用TCI ディーゼル機関(アメリカ合衆国)  
     5.5L 5 気筒2 ストロークTCI DI ディーゼル機関(オーストリア)  
     0.9L HSDI-TCI ディーゼル機関(インド)  
     1.0L 3C ガソリンDI エンジン(フランス)  
     1.2L V2 バイクエンジン(オーストリア)  
   過去のプロジェクト  3次元−CFD シミュレーション  
     ガスエンジンメーカー(ドイツ)との2年以上の長期契約     出力範囲: 560 kW - 5,000 kW  
     2 ストロークディーゼル対向機関に向けた新コンセプト(オーストリア)  
     F1 エンジン(日本)  
     トラックエンジン触媒配置(アメリカ合衆国)  
     冷却液フローシミュレーション(オーストリアおよびアメリカ合衆国)  
      過去3年間に計43 件のプロジェクト
  CFD ・・・60% 、1次元シミュレーション・・・30%、ソフトウェアおよび設計・・・10% 
 
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エンジン開発
   大型エンジン開発  当社の取り組み  
  HERON Technik GmbH は2006年より、ドイツのガスエンジン、ディーゼルエンジン メーカー大手の1 社との主要な共同開発者として、560 kW 〜5,000 kW 規模の発電所用 エンジンを供給しています。

重要な任務は、時間とコストを節減するために、ハードウェアの試験が実施される前に 設計変更と新しい開発方法について情報や成果を提供することです。
 
   主な目標  
    エンジン効率全体の向上(燃料節約)  
    開発時間とハードウェアコストの削減   
    内部フロー工程および内燃工程について知識を提供し理解を図る   
   推奨される方法  
   ステップ1  
  詳細な検討を行う前に、対象ハードウェアと強い関連性をもつ精密な一次元エンジン モデルの作成が重要です。
このモデルによってガス交換工程と熱効率に関する詳細な 情報が得られます。
さらに、このモデルによって、三次元CFD ガス交換フルシミュ レーション実施に必要なデータと境界条件が得られます。

気筒内圧力計測データと動力計値との相関関係 
 
   ステップ2    
  新しいポートと燃焼チャンバーのCAD 設計に基づくメッシングとポートフロー係数 (MYSIGMAおよび/またはALFA_K) 算出、および定常状態条件でのタンブル値および スワール値。

フローベンチデータとの相関関係 
 
   ステップ3    
  吸気、排気システムおよび燃焼チャンバーの三次元CFD モデリング(メッシング) 。
これにより移動バルブとピストンが含まれます。

HERON の手法:
自動メッシュ生成ツールは部分的にのみ使用。バルブギャップなどの重要な部分は、 HERON Technik GmbH では特注作成としています。

メリット: メッシュ品質の向上、算出時の問題が低減
デメリット:メッシュ生成時間が若干長い(CPU 時間の短縮によって簡単に元の状態に戻る。) 
 
   ステップ4    
  静的状態と動的映像アニメーションによる最も重要なCFD 結果の後処理   
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3次元CFD
   3次元CFDの利用  なぜ3次元CFDをエンジン開発工程に利用するのか?  
    開発時間とテストコンポーネントにかかるコストを節減するため  
          高出力エンジンにとって非常に重要  
    測定できない情報を明らかにするため  
          局所フロー、乱流、空気/燃料濃度、温度  
    新型および複合システムの設計/配置フェーズにおいて役立つため ・・・                      
         タンブルまたはスワールポートの概念は?燃焼効率にどのような効果があるか?
     ガソリンおよびディーゼルインジェクターのポジション
     ガスエンジン用スパークプラグおよびスパークチャンバー
 
    内部フロー、燃焼工程を理解し学習するため   
         燃焼前と燃焼中の過渡スワールとタンブル
     スプレーおよび火炎前面伝播
 
 
   3次元CFDの利用  3次元CFDのエンジン開発工程への利用  
    吸気、排気ポート開発  
         フローベンチシミュレーション(フローキャパシティ、タンブルおよびスワール)
     2 ストロークエンジン用ポート配置(スカベンジング工程)
 
    燃焼チャンバー設計  
         燃焼室ルーフ形状およびピストンボウル配置
     副室設計およびインジェクターポジション(ディーゼルおよびガソリン)
 
    燃焼解析  
         空気/燃料および残留ガス分布
     乱流運動エネルギー分布
     過渡スワール/タンブル状況
     燃料スプレー伝播
     火炎前面/速度検討
     放熱率
     NOx排出量
 
    冷却液フロー、触媒コンバーターのシミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(メッシュ生成)  
  3次元CFD実施例(メッシュ生成)  
   3次元CFDの利用  実施例(定常状態での利用)
フローベンチシミュレーション
 
  3次元CFD実施例定常状態−フローベンチシミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例/結果(定常状態での利用)
フローベンチシミュレーション
 
  3次元CFD実施例・結果−定常状態−フローベンチシミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(過度状態での利用)
1次元、3次元ガス交換工程および燃焼シミュレーション
 
  3次元CFD過度状態−燃焼シミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(過度状態での利用)
三次元CFDガス交換工程および燃焼シミュレーション
 
  3次元CFD過度状態−燃焼シミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(過度状態での利用)
三次元CFDガス交換工程および燃焼シミュレーション
 
  3次元CDF過度状態ー燃焼シミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(過度状態での利用)
三次元CFDガス交換工程および燃焼シミュレーション
 
  3次元CFD過度状態−燃焼シミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(過度状態での利用)
三次元CFDガス交換工程および燃焼シミュレーション
 
  3次元CFD過度状態−燃焼シミュレーション  
   3次元CFDの利用  実施例(過度状態での利用)
三次元CFDガス交換工程および燃焼シミュレーション
 
  3次元CFD過度状態−燃焼シミュレーション  
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