Experimentelle Untersuchung des Diesel-Sprayverhaltens und der Flamme-Wand-Interaktion unter hohen Temperaturen und Drücken

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen der Spray-Wand- und der Flamme-Wand-Interaktion unter dieselmotorischen Randbedingen präsentiert. Zudem wird eine neue Messtechnik zur Erfassung von Oberflächentemperaturen in Brennräumen vorgestellt.

Die Interaktion von flüssigem sowie verbrennendem Kraftstoff mit den Brennraumwänden sind wichtige Aspekte innermotorischer Abläufe. Deshalb werden von einem definierten Referenzbetriebspunkt ausgehend verschiedene Parameter, wie zum Beispiel die Wandtemperatur, der Wandabstand sowie die Bedingungen in der Einspritzkammer, variiert. Die Messungen werden in einer Hochdruck-Hochtemperatur-Einspritzkammer mittels verschiedener optischer Messtechniken durchgeführt. Dabei ist zu beobachten, dass Erhöhungen der Wandtemperatur sich nicht immer positiv auf die Umsetzung des Kraftstoffs auswirken. Ab einer bestimmten Wandtemperatur wird der Zündverzug zu kurz, dies führt zu stark rußender Verbrennung.

Weiterhin wird durch den Einsatz von Highspeed-Pyrometern und Thermoelementen der Wärmeübergang zwischen Dieselkraftstoff und der Wand charakterisiert. Entgegen der aus Literatur bekannten Messungen, wird unter den untersuchten Bedingungen ein Wärmeübergang vom Dieselspray in die Wand ermittelt.

Darüber hinaus wird eine neue Messtechnik zur minimal invasiven Erfassung von Brennraumwandtemperaturen vorgestellt. Diese Messstrategie ist grundsätzlich zur Ermittlung von Brennraumoberflächentemperaturen in allen Energiewandlern geeignet, die mit einem optischen Zugang, beispielsweise einem Endoskop, ausgerüstet werden können. Die Funktionstüchtigkeit dieser Technik wird mit verschiedenen Testmessungen in einem Diesel-Transparentmotor belegt.