Bildgebende Messung der Kraftstoffwandfilmdicke durch laserinduzierte Fluoreszenz

Von:

Jan Niklas Geiler

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Mit der Abgasgesetzgebung Euro 6 wurde erstmalig ein Grenzwert für die Anzahl der emittierten Partikel für Ottomotoren mit Direkteinspritzung eingeführt. Entscheidend für die Entwicklung wirkungsvoller Maßnahmen zur Einhaltung dieses Grenzwertes, insbesondere unter realen Fahrbedingungen, ist ein verbessertes Verständnis der Partikelbildung und der zugrunde liegenden Wirkzusammenhänge im Brennraum. Endoskopische Untersuchungen konnten bereits zeigen, dass die Partikelbildung mit lokal fetten Bereichen im Brennraum korreliert. Diese werden unter anderem durch Kraftstoff-Wandfilme, beispielsweise auf der Kolbenoberfläche, verursacht. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wird eine Strategie zur Messung von innermotorischen Wandfilmen durch laserinduzierter Fluoreszenz (LIF) auf der Kolbenoberfläche eines optisch zugänglichen Einzylindermotors entwickelt. Dabei wurden drei Schwerpunkte zur Weiterentwicklung von LIF zur Wandfilmdickenmessung bearbeitet: die Methodik zur Kalibrierung der Messtechnik, die Charakterisierung infrage kommender Tracer hinsichtlich ihrer photo-physikalischen Eigenschaften sowie die Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit des Fluoreszenzsignals durch die simultane Messung der Filmtemperatur.