Brennverfahrensentwicklung
Hochgeschwindigkeits-Spray-Aufnahmen
MOT hat sich darauf spezialisiert, optische Messtechniken am Vollmotor einzusetzen. Die Einspritzung nimmt eine Schlüsselrolle bei der Emissionsbildung und Verbrennungsstabilität ein, gleichermaßen im Otto- und im Dieselmotor. Mit Verwendung des MOT Hochgeschwindigkeits-Puls-Lasers mit Repetitionsraten von bis zu 60 kHz und einer Hochgeschwindigkeits-Kamera ist eine Visualisierung des Sprays im Brennraum mit der Mie-Streulicht-Technik möglich. Für die Untersuchungen werden zwei optische Zugänge in den Brennraum benötigt. Ein Zugang ermöglicht die Beleuchtung des Sprays, der zweite die Bildübertragung mittels Endoskop zur Kamera. Je nach gewünschter Information über das Spray, wird dieses mit einem Lichtschnitt oder global beleuchtet. Die für die Untersuchungen benötigten optischen Zugänge sind mit dem Ziel konzeptioniert, eine minimale Beeinflussung der Motorgeometrie und somit des Motorbetriebsverhaltens zu gewährleisten. [1-3]
Sprayaufnahmen am Vollmotor
Durch die Verwendung der Messtechnik am Vollmotor ist die Interaktion zwischen Spray und Brennraumströmung darstellbar. Des Weiteren lassen sich die zentralen geometrischen Parameter des Sprays kurbelwinkelaufgelöst bestimmen, darunter fallen zum Beispiel Öffnungswinkel und Penetrationstiefe. Aufgrund der hohen Bildwiederholungsrate lässt sich außerdem die Penetrationsgeschwindigkeit während eines einzelnen Einspritzvorgangs berechnen. Verzugszeiten beim Öffnen und Schließen des Injektors lassen sich im Real-Betrieb ermitteln. Diese Informationen dienen der Simulation als Eingangsparameter und dem besseren Verständnis von Einflussfaktoren auf das Spray, wie z.B. des Kraftstoffdruckes.
Zyklische Schwankungen des Sprays
Die Aufnahmen ermöglichen eine Analyse der Fluktuation des Sprays zwischen den einzelnen Zyklen. Da die Aufnahmen kurbelwinkelaufgelöst erfolgen ist es möglich, mit einem einzelnen Test diese Analyse zu jedem Zeitpunkt der Einspritzung durchzuführen, so beispielweise auch beim Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Injektors.
Referenzen:
[1] Disch, C. ; Pfeil, J. ; Kubach, H. ; Koch, T. ; Spicher, U. ; Thiele, O.: Experimental Investigations of a DISI Engine in Transient Operation with Regard to Particle and Gaseous Engine-out Emissions. In: SAE International Journal of Engines 9 (2016), Nr. 1. – DOI: 10.4271/2015-01-1990
[2] Busch, S. ; Disch, C. ; Kubach, H. ; Spicher, U.: Optical Investigations of the Vaporization Behaviors of Isooctane and an Optical, Non-fluorescing Multicomponent Fuel in a Spark Ignition Direct Injection Engine. In: SAE 2010 Powertrains Fuels & Lubricants Meeting : SAE International400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA, United States, 2010 (SAE Technical Paper Series). – DOI: 10.4271/2010-01-2271
[3] Disch, C. ; Kubach, H. ; Spicher, U. ; Pfeil, J. ; Altenschmidt, F. ; Schaupp, U.: Investigations of Spray-Induced Vortex Structures during Multiple Injections of a DISI Engine in Stratified Operation Using High-Speed-PIV. In: SAE 2013 World Congress & Exhibition : SAE International400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA, United States, 2013 (SAE Technical Paper Series). – DOI: 10.4271/2013-01-0563
