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August 2014
Sebastian Ohler
Entwicklung und Vergleich von Kriterien zur Erkennung der klopfenden Verbrennung in Ottomotoren
Im Rahmen dieser Arbeit werden zunächst die Wirkzusammenhänge und wesentlichen Erkenntnisse der über hundertjährigen Forschung zur klopfenden Verbrennung dargestellt. Die bekannten Beurteilungsverfahren werden vorgestellt und auf deren Reproduzierbarkeit hin untersucht. Bei zweifelsfreier Wiederholbarkeit werden diese Klopfkriterien zu vergleichenden Untersuchungen herangezogen. Diese Untersuchungen führen zur Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Beurteilung der klopfenden Verbrennung. Dieser Ansatz basiert darauf, das Auftreten von Selbstzündungszentren unabhängig von der Beurteilung des Schädigungspotenzials der klopfenden Verbrennung zu erkennen. Gegenüber den bisher bekannten Klopfkriterien stellt sich dies als wesentlicher Vorteil heraus. Zur Erkennung wird die Steigung des Heizverlaufs eines hochaufgelösten tiefpassgefilterten Zylinderdruckverlaufs analysiert. Damit erfolgen gleichzeitig die Bestimmung der Entstehungszeitpunkte von Selbstzündungszentren und eine Voraussage des Auftretens der hochfrequenten Schwingungen der klopfenden Verbrennung. Die Beurteilung der klopfenden Verbrennung ist dagegen nur durch die Betrachtung der hochfrequenten Schwingungen des Zylinderdruckverlaufs möglich. Mit dem entwickelten Ansatz lässt sich die Klopfstärke somit durch die Analyse des bandpassgefilterten Heizverlaufs eines ungefilterten hochaufgelösten Zylinderdruckverlaufs möglich. Mit dem entwickelten Ansatz lässt sich die Klopfstärke somit durch die Analyse des bandpassgefilterten Heizverlaufs eines ungefilterten hochaufgelösten Zylinderdruckverlaufs beurteilen. Mit Hilfe der optischen Messtechnik gelingt es, die Erkennung der klopfenden Verbrennung und die Entstehung von Selbstzündungszentren durch ein vom Zylinderdruck unabhängiges Messverfahren zu bestätigen.
Schlagwörter: Verbrennungsmotor; Motor; Verbrennungskraftmaschine; Ottomotor; Klopfen; Verbrennung; Selbstzündung; Klopfkriterien; Klopfbeginn; Selbstzündungszentren; Glühzündung; Lichtwellenleiter; optische Messtechnik; Brennraumresonanzen; Filterung; Heizverlauf
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