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Thomas Vogel
Untersuchung der Einspritzung, Gemischbildung, Zündung und Verbrennung unter dieselmotorischen Bedingungen mittels optischer Messtechnik
Im Rahmen dieser Arbeit wurden auf Basis von optischen Messtechniken die Einspritzung, Gemischbildung und Zündung unter dieselmotorischen Bedingungen untersucht. Die Einspritztechnik wurde als Schlüsseltechnologie identifiziert, um auf innermotorischem Wege eine Lösungsmöglichkeit für den klassischen Zielkonflikt "Effizienz, Emissionen und Leistungsentfaltung" zu bieten. Die Anzahl der Prozessschritte bei der innermotorischen Wirkkette erfordert jedoch ein tiefes Verständnis des Einflusses der thermodynamischen Randbedingungen auf jene, um das Brennverfahren effizienter und emissionsärmer zu gestalten.
Die Messungen fanden in einer Hochdruck- und Hochtemperatur-Verbrennungskammer statt. Im Gegensatz zu einem optisch zugänglichen Motor bietet diese Konstantvolumenkammer mehrere optische Zugänge von unterschiedlichen Seiten, welche zusätzlich besonders groß sind. Untersucht wurde ein serienmäßiger servo-hydraulischer Piezo-Common-Rail Injektor mit einer Forschungsdüse. Diese Düse besitzt nur drei Spritzlöcher mit einem Schirmwinkel von 90° - normal wären 7 bis 9 Spritzlöcher und Schirmwinkel zwischen 150° und 170° in der automobilen Anwendung. Somit kann eine einzelne Spraykeule über ihre gesamte Länge ohne Abschattung durch NachbarSpraykeulen untersucht werden. Mit den ermittelten Informationen sind die bisher bekannten Dieselverbrennungsmodelle validiert und erweitert worden. Die Dieselverbrennung konnte sowohl hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs als auch der räumlichen Anordnung der unterschiedlichen Flammzonen beschrieben werden.
Die Messungen fanden in einer Hochdruck- und Hochtemperatur-Verbrennungskammer statt. Im Gegensatz zu einem optisch zugänglichen Motor bietet diese Konstantvolumenkammer mehrere optische Zugänge von unterschiedlichen Seiten, welche zusätzlich besonders groß sind. Untersucht wurde ein serienmäßiger servo-hydraulischer Piezo-Common-Rail Injektor mit einer Forschungsdüse. Diese Düse besitzt nur drei Spritzlöcher mit einem Schirmwinkel von 90° - normal wären 7 bis 9 Spritzlöcher und Schirmwinkel zwischen 150° und 170° in der automobilen Anwendung. Somit kann eine einzelne Spraykeule über ihre gesamte Länge ohne Abschattung durch NachbarSpraykeulen untersucht werden. Mit den ermittelten Informationen sind die bisher bekannten Dieselverbrennungsmodelle validiert und erweitert worden. Die Dieselverbrennung konnte sowohl hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs als auch der räumlichen Anordnung der unterschiedlichen Flammzonen beschrieben werden.
Schlagwörter: Diesel; Spray; Verbrennung; optische Messtechnik
Berichte zur Thermodynamik und Verfahrenstechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Michael Wensing und Prof. Dr.-Ing. Stefan Will, Erlangen-Nürnberg
Band 2016,1
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