Visualisierung der OI- und Kraftstoffverteilung mittels LIF in der Kolbengruppe an einem optisch zuganglichen Forschungseinzylinder

摘要

Die Kolbengruppe eines Verbrennungsmotors, bestehend aus Kolben und Kolbenringen, ist ein komplexes Reib- und Dichtsystem, das den Brennraum beweglich abschliesst. Das Dicht-system steht in dem Zielkonflikt, bei moglichst geringen Reibungsverlusten eine optimale Dichtfunktion zu gewahrleisten. Moderne, auf Direkteinspritzung basierende Brennverfahren mit hohen spezifischen Leistungen birgt die Gefahr der Kraftstoffwandbenetzung mit erheblichen Kraftstoffeintragsraten in die Kolbengruppe und damit letztendlich in das Schmierol. Am Kolben anhaftendes Schmierol kann unter bestimmten Betriebsbedingungen in den Brennraum gelangen, dort die Verbrennung beeinflussen und beispielsweise zu Partikelemission und Vorentflammung fuhren. Weiterhin ist eine optimale Olverteilung an den verschiedenen Reibstellen entscheidend fur geringe Reibungsverluste und Verschleiss. Detailliertes Knowhow uber die Verteilung und Transportmechanismen von OI und flussigem Kraftstoff inklusive deren Wechselwirkungen in der Kolbengruppe, ist daher von wesentlicher Bedeutung bei der Entwicklung zukunftiger Motoren. Vorgestellt wird ein neuartiger, optisch zuganglicher Einzylin-dermotor mit optischen Zugangen in der Zylinderwand auf Druck- und Gegendruckseite. Dadurch ist die Beobachtung der Kolbenseitenflachen sowie der Zylinderwande entlang des gesamten Hubs moglich. Durch das Verfahren der laserinduzierten Fluoreszenz konnen sowohl der flussige Kraftstoff als auch das Schmierol auf der Zylinderwand und in der Kolbengruppe simultan und zeitlich hoch aufgelost detektiert werden.