Fenster zur Verbrennungsdiagnostik: Herabsetzung der Verschmutzungsneigung fur einen storungsfreien Langzeitbetrieb

摘要

Verfahren der optischen Diagnostik zur Steuerung und Regelung von Verbrennungsprozessen in Echtzeit gewinnen zunehmend an Bedeutung. Ein Schlusselelement ist hier das optische Fenster. Es muss den Bedingungen, allen voran der thermischen Beanspruchung in der Verbrennungskammer, standhalten. Verbrennungsruckstande kohlenstoffhaltiger und mineralischer Natur, so genannte combustion chamber deposits (CCD), welche sich am Fenster ablagern, setzen die Transmission herab und verschliessen den optischen Zugang schliesslich vollig, wodurch optische Diagnostik unmoglich wird Diese Arbeit prasentiert experimentelle Untersuchungen mit verschiedenen Fenstermaterialien, welche an einem Ottomotor getestet wurden. Das untersuchte Fenster wurde neben die im Zylinderkopf befindliche Zundkerze eingebaut. Die fur Infrarotlicht transparenten Materialien Quarz, Saphir, Zinkselenid und AlON wurden getestet Der Einfluss der Oberflachentemperatur und der Effekt unterschiedlicher Treibstoffe (Benzin, MTBE, Isooktan) wurden untersucht. Gravimetrische Analyse, Transmissionsspektroskopie und ESMA wurden angewandt. Die Temperatur an der Fensterinnenseite hat massgeblichen Einfluss auf die Menge der Ablagerungen. Kohlenstoffhaltige Ruckstande konnten bis etwa 360°C festgestellt werden. Strategien zur Verminderung der Ablagerungsbildung an Brennraumfenstern werden vorgestellt.