Spektroskopische Erfassung der Gastemperatur im Brennraum von Ottomotoren

Abstract

Für die Entwicklung neuer und der Optimierung bestehender ottomotorischer Brennverfahren ist eine genaue Kenntnis der Temperatur des Kraftstoff-Luft-Gemisches innerhalb des Brennraums von entscheidender Bedeutung. In dieser Arbeit wird eine Technologie vorgestellt, die eine Bestimmung der Temperatur im Brennraum ermöglicht. Diese basiert auf der Zwei-Linien-Emissions-Spektroskopie unter Verwendung von Formaldehyd als Tracermolekül. Die Laserinduzierte Fluoreszenz von Formaldehyd wird mit Hilfe eines gepulsten Nd:YAG-Lasers bei einer Wellenlänge von 355nm erzeugt. Mit Hilfe einer heizbaren und Druckkammer wurden Messungen unter motorrelevanten Bedingungen durchgeführt. Dabei wurde Fluoreszenzverhalten von Formaldehyd unter sowohl unter Lufteinfluss als auch in Kraftstoff-Luft-Gemischen untersucht. Die erhaltenen Resultate liefern einen direkten temperaturabhängigen Zusammenhang zu den detektierten Fluoreszenzsignalen. Auf diese Erkenntnis basierend wird eine sensorische Umsetzung dieser Messtechnik für den Einsatz an Motoren vorgestellt.