Dieselmotorische Gemischbildung und Verbrennung bei Einspritzdrücken bis 300 MPa

In der vorliegenden Arbeit wurden Grundlagenuntersuchungen zum mikroskopischen und makroskopischen Sprayverhalten bei einem Einspritzdruckbereich von 100 bis 300 MPa durchgeführt. Dabei kamen zwei Versuchsträger zum Einsatz: zum einen eine für die Studie entwickelte Einspritzkammer und zum anderen ein Einhubtriebwerk (EHT), das auf Nfz-Größe umkonstruiert werden musste. In der Kammer wurden in inerter Atmosphäre die Teilprozesse Zerstäubung, Strahlausbreitung und Verdampfung untersucht, welche in direktem Maße Auswirkung auf die Qualität der Verbrennung und damit auf die Schadstoffentstehung haben. Die Versuche am Einhubtriebwerk in oxidativer Atmosphäre dienten zur Ermittlung der Zündverzugszeiten bzw. Zündzeitpunkte, der Zündorte sowie der Beurteilung des Verbrennungsablaufes. Mit Hilfe der Schattenmesstechnik in Kombination mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurden die makroskopischen Spraygrößen (Strahleindringtiefe, Spraykegelwinkel) sowie der Zünd- und Verbrennungs- ablauf im EHT bei verschiedenen Randbedingungen analysiert. Als zweite optische Messmethode kam die Phasen-Doppler-Anemometrie (PDA) zur Untersuchung der Tropfengröße und Tropfengeschwindigkeit zum Einsatz. Dadurch konnten weitere Erkenntnisse über die Mikrostruktur des Sprays gewonnen werden. Es wurden verschiedene Düsen mit unterschiedlichen Spritzlochdurchmessern appliziert, um den Einfluss der Düsenlochgeometrie auf das Strahl- bzw. Tropfenverhalten zu bewerten.