Untersuchung der innermotorischen Einflussgrößen auf die Partikelemission eines Ottomotors mit Saugrohreinspritzung

Abstract

Die vorliegende Dissertation umfasst experimentelle Untersuchungen zu den Ursachen der Partikelentstehung in Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung sowie die Ableitung möglicher Maßnahmen zur Optimierung der Gemischbildung und somit zur Verringerung der Partikelemission. Grundlegende Untersuchungen zur Gemischbildung wurden an einer Verdunstungskammer in der Gestalt eines Einlasskanals durchgeführt. Die Verdunstungsneigung verschiedener Sprayauslegungen konnten so bewertet werden. Zur Analyse und Minimierung von Kraftstoffwandfilmen wurden Aufnahmen an einem geschleppten Transparentmotor mit Glaszylinder mit Hilfe von High-Speed-Kameras realisiert. Hierdurch konnten Wandfilme innerhalb des Brennraums visualisiert und anhand ihrer Fläche quantifiziert werden. Eine Vielzahl von innermotorischen Einflussparametern auf die Partikelemission wurde schließlich an einem mit Endoskopen sowohl im Brennraum als auch im Saugrohr optisch zugänglichen Vollmotor untersucht. Drei dominierende Quellen für die Partikelentstehung im Brennraum von Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung konnten dabei identifiziert werden: Kraftstoffwandfilme an den Einlassventilen, Wandfilme an der Zylinderlaufbuchse sowie Inhomogenitäten in der Gasphase. Die innermotorischen Parameter Motorlast, Motortemperatur, Ventilsteuerzeiten, Einspritztiming, Ladungsbewegung, Injektorsprayauslegung und Kraftstoffdruck wurden hinsichtlich ihres Einflusses auf die Partikelentstehung sowie auf ihr Potential zur Reduktion der Partikelemission untersucht und bewertet.