Experimentelle Untersuchung von Mehrlochinjektoren in einem Ottomotor mit Direkteinspritzung

In dieser Arbeit werden Mehrlochinjektoren in einem schichtfähigen und in einem rein homogenen Brennverfahren zur Verbesserung der Performance eines direkteinspritzenden Ottomotors bestimmt. Das Spray und die Gemischbildung wird im Vergleich zum Drallinjektor mit verschiedenen Versuchsträgern und Messverfahren analysiert und den Ergebnissen aus den Vollmotoruntersuchungen zugeordnet. Im schichtfähigen Brennverfahren werden die Parameter Lochanzahl, Kegelwinkel und Sprayneigungswinkel einzeln untersucht und ein vielversprechender Mehrlochinjektor bestimmt. Im Schichtbetrieb zeigt dieser Injektor eine verbesserte Performance gegenüber dem Drallinjektor im Bereich hoher Drehzahlen und Lasten, die eine stabile Erweiterung des Schichtkennfeldes erlaubt. Im Leerlauf kann die Performance des Drallinjektors nicht übertroffen werden. Die Variation der Geometrie der Kraftstoffmulde verdeutlicht den Einfluss der Brennraumform auf die Erschließung des Potenzials der Injektoren. Im homogenen Teillast- und Volllastbetrieb zeigen beide Injektoren eine ähnliche Performance. Im rein homogenen Brennverfahren wird der Kraftstoff durch unterschiedliche räumliche Orientierung der einzelnen Kraftstoffkegel der Mehrlochinjektoren weiträumig in den Brennraum eingespritzt. Injektorvarianten, die gezielt die Einlassventile mit Kraftstoff anspritzen, treffen auch die Zündkerze, erzeugen hohe Rußemissionen und sind nicht zielführend. Mit einer breiten großflächigen Kraftstoffverteilung in die Mitte des Brennraumes und einer gleichzeitig lokalen Anreicherung von Kraftstoff in der Nähe der Zündkerze kann die Performance gegenüber dem Drallinjektor deutlich gesteigert werden. Die Vorteile dieser Variante wurden mit unterschiedlichen Einspritzstrategien nachgewiesen.