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Lasermesstechniken zur Analyse der Gemischbildung und Verbrennung
in Motoren und technischen Verbrennungssystemen
In der Vorentwicklung und Entwicklung von Verbrennungsmotoren und technischen Verbrennungssystemen werden neben konventionellen Messtechniken zunehmend moderne Lasermessverfahren eingesetzt. Diese Verfahren ermöglichen eine direkte, rückwirkungsfreie Erfassung der in den technischen Systemen ablaufenden Gemischbildungs- und Verbrennungsprozessen. Am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT) der Universität Erlangen-Nürnberg werden Lasermessverfahren zur Gemischbildungs- und Verbrennungsanalyse von den Grundlagen bis zur industriellen Einsetzbarkeit hin entwickelt. Einen Schwerpunkt der Tätigkeiten bildet dabei die Applikation und der serienmäßige Einsatz von bildgebenden, zweidimensionalen Messverfahren zur Untersuchung großer Parameterfelder. Für die automatisierte Datenerfassung und -auswertung bis hin zur präsentationsfähigen Ergebnisdarstellung werden am LTT Eigenentwickelte Programme auf Basis des Bildverarbeitungspaketes „OPTIMAS" eingesetzt. Die Abbildung zeigt beispielhaft die Messung der Kraftstoffverteilung, die innerhalb der Kolbenmulde eines PKW-Dieselmotors aufgenommen wurde. Zu erkennen ist die Ausbreitung von Dieseleinspritzstrahlen im Motor.
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Abbildung: Dieselstrahlausbreitung in der Kolbenmulde eines Direkteinspritzenden Dieselmotors |
Zur Untersuchung der Gemischbildung und Verbrennung in Motoren und technischen Verbrennungssystemen werden am LTT Erlangen die in der folgenden Kurzübersicht aufgelisteten Lasermesstechniken eingesetzt und fortentwickelt. Der Universitäts-Lehrstuhl arbeitet dabei eng mit der Erlanger Firma ESYTEC Energie- und Systemtechnik GmbH zusammen, die unter anderem die am LTT entwickelten Messtechniken zu kompletten Meßsystemen weiterentwickelt und auch Untersuchungen im Kundenauftrag durchführt.
Messtechnik |
Messgröße |
Bemerkung |
| Mie-Streulicht | Einspritzstrahluntersuchung, Ausbreitung flüssigen Kraftstoffs | zweidimensional oder integral |
| LIF, LIEF | Kraftstoffdampfverteilung, Flammenausbreitung, Verbrennungsradikale, l -Verteilung | zweidimensional oder integral |
| LDA/PDA | Tropfen- bzw. Partikelgeschwindigkeit und -größe | punktuell |
| PIV, PTV | Strömungs- und Partikelgeschwindigkeit | mehrdimensional |
| Raman-Streuung | Spezieskonzentrationen, l , Temperatur | punktuell, ein- und zweidimensional |
| Rayleigh-Streuung | Gasdichte, Temperatur | punktuell, ein- und zweidimensional |
| LII | Russvolumenkonzentration, Primärteilchengröße, Agglomeratgrößen | punktuell, ein- und zweidimensional |
| CARS | Temperatur, Spezieskonzentrationen | punktuell |
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Michael Wensing
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik
Am Weichselgarten 8
91058 Erlangen
Tel.: 09131 / 85-9773
Fax: 09131 / 85-9901
E-Mail: mw@ltt.uni-erlangen.de
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik, Am Weichselgarten 8,
D-91058 Erlangen, Fed. Rep. Germany, Telefon (09131) 85-9900, Telefax (09131)
85-9901, Telex 629755 tf erl d, E-Mail sek@ltt.uni-erlangen.de
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