Einsatz qualitativer und quantitativer optischer Messverfahren an einem Diesel-Transparentmotor

Die vorgestellte Arbeit beschreibt die Entwicklung und den erfolgreichen Einsatz einer Kombination aus nicht-invasiven, zeitlich und räumlich hochauflösenden optischen Messtechniken zur umfassenden Charakterisierung des Verbrennungsprozesses in einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung. Dazu wurden mehrere aufeinander abgestimmte optische Messtechniken gleichzeitig an einem Transparentmotor eingesetzt, um ein Maximum an Information aus einem Arbeitszyklus zu erhalten. Zu diesen zählen die Detektion des Flammenleuchtens im UV-Spektralbereich und die Aufnahme thermisch angeregten Rußleuchtens im sichtbaren Wellenlängenbereich, die Mie-Streulichttechnik zur Charakterisierung der Flüssigphasenverteilung und die laserinduzierte Inkandeszenz zur Erfassung der zweidimensionalen Rußverteilung im Brennraum. Darüber hinaus wurde die lineare Raman-Spektroskopie erstmalig zur quantitativen Bestimmung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses und dessen Veränderung entlang einer Linie direkt in der Brennraummulde eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung verwendet. Neben den optischen Messtechniken erfolgte natürlich eine konventionelle Indizierung des Motors. Das Potential der applizierten Messtechniken wird erst durch die Kombination der gewonnenen Messdaten deutlich, die den Einfluss motorischer Parameter, wie Ladungsbewegung, Einspritzstrategie oder der Spritzlochgeometrie der Einspritzdüsen auf die Gemischbildung, die Zündung, die Verbrennung und die Rußbildung sowie deren Wechselwirkung veranschaulichen. Damit trägt diese Arbeit neben der Verbesserung der Messtechnik ihren Teil zum besseren Verständnis der dieselmotorischen Verbrennung bei.