000K utf8 1100 2009$c2009-09-07 1500 ger 2050 urn:nbn:de:hbz:464-20090907-110632-1 3000 4000 Methoden zur Untersuchung der lokalen Gemischzusammensetzung im DI-Ottomotor 4000 Methods for studying the mixture composition in direct injection spark-ignition engines 4209 Die Weiterentwicklung aktueller ottomotorischer Brennverfahren und die Entwicklung neuer Brennverfahren erfordert die genaue Kenntnis der Gemischbildungsabläufe im Brennraum. Mittels etablierter Messverfahren wie der Laser-induzierten Fluoreszenz (LIF) oder mit Hilfe von Absorptionsmessung können die Kraftstoffverteilung bzw. die Kraftstoffkonzentration von Gemischen analysiert werden. Zur Anwendung dieser Techniken sind in der Regel große optische Zugänge zum Brennraum erforderlich, die die thermodynamischen Eigenschaften des Motors verändern. Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher minimalinvasive Methoden mit dem Ziel entwickelt, die Gemischbildung im Brennraum bei geringst möglichen Abwei-chungen zum Serienmotor qualitativ und quantitativ untersuchen zu können. Im ersten Teil dieser Arbeit werden UV-Laser-induzierte Fluoreszenz Untersuchungen an einem seriennahen, direkteinspritzenden 4-Zylinder Ottomotor mit kleinen Brennraumfens-tern (10 mm) vorgestellt. Die Beobachtung der Gemischbildungsphänomene erfolgt zum ei-nen durch Verwendung eines Stabendoskops, das auf maximale Transmission im UV-Spektrum optimiert wurde, und zum anderen durch die Kombination aus einer Brennraum-nahen Zerstreuungslinse in Verbindung mit einem Standard-UV-Objektiv. Die Versuche am geschleppten und gefeuert betriebenen Motor zeigen, dass letztere Variante mit zweiteiliger Optik in den meisten Anwendungsfällen aufgrund der größeren mechanischen Robustheit, der besseren Abbildungsleistung und ihrer Unempfindlichkeit gegenüber hohen Temperatu-ren und Drehzahlen (volllasttauglich) dem Stabendoskop vorzuziehen ist. Zur Erhöhung der Bildfolgerate von LIF-Messungen wurden an einem Glasringmotor Unter-suchungen mit einer bildverstärkten Streak-Kamera unter Verwendung eines schnell repetie-renden Frequenz-verdoppelten Nd:YLF-Laser (527 nm) zur Anregung von Rhodamin als Kraftstoff-Tracer durchgeführt. Mit dem Bildfolgerate-optimierten Ansatz ist es möglich, die Ausbreitung des flüssigen Kraftstoffs zu fünf aufeinander folgenden Kurbelwinkeln innerhalb eines Motorzyklus darzustellen. Zeitgleich wurden zyklusaufgelöste LIF-Messungen mit ei-nem KrF*-Laser (248 nm) zur Anregung des Realkraftstoffs und einer weiteren bildverstärk-ten Kamera durchgeführt und miteinander verglichen. Im zweiten Teil der Arbeit wird ein Absorptionsmessverfahren vorgestellt, das mittels einer modifizierten Sensorzündkerze in der Lage ist, zyklus- und kurbelwinkelaufgelöste Messun-gen der Kraftstoffkonzentration im Brennraum von Serienmotoren ohne weitere konstruktive Veränderungen in unmittelbarer Nähe der Zündkerzenelektrode durchzuführen. Über ein neu entwickeltes Kalibrierverfahren im Motorbetrieb kann aus den bestimmten Kraftstoffkonzentrationen ein kurbelwinkelaufgelöster quantitativer Lambdawert berechnet werden. Hier-bei wird besonders der Einfluss von Restkraftstoff im Brennraum zum Zeitpunkt der Refe-renzintensitätsbestimmung berücksichtigt. Das Verfahren wird an verschiedenen Motoren mit innerer und äußerer Gemischbildung sowie unter Verwendung von Realkraftstoff und Isook-tan eingesetzt und diskutiert. 4950 https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:464-20090907-110632-1$xR$3Volltext$534 4961 https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00020842 5010 62 5051 620 5550 Absorption 5550 Endoskop 5550 Fluoreszenz 5550 Infrarot 5550 Kraftstoff-Luft-Gemisch 5550 Lambda 5550 LIF 5550 minimalinvasiv 5550 Sonde