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Tim Russwurm
Aktive Vorkammerzündung für Personenkraftwagen
Diese Arbeit beschreibt die Einsatzmöglichkeiten einer aktiven Vorkammerzündung in PKW-Ottomotoren. Vorkammerzündsysteme stellen eine Möglichkeit dar, Brennverfahren mit stark verdünnter Zylinderladung zu realisieren, indem die Zündenergie erhöht wird. Bei einer aktiven Vorkammer wird die Gemischzusammensetzung innerhalb der Vorkammer durch ein separates Dosierventil mit einem Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch versorgt, um gute Zündbedingungen innerhalb der Vorkammer sicherzustellen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Gase aus dem Tank oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zur Einstellung des Gemischs in der Vorkammer verwendet. Je nach Brennverfahren werden unterschiedliche Druckniveaus und Kraftstoffkonzentrationen für die Vorkammerspülung eingesetzt. Die verwendeten Vorkammern können ohne Anpassung am Zylinderkopf in modernen PKW-Motoren eingesetzt werden.
Die Vorkammern werden am Vollmotor erprobt und thermodynamisch analysiert. Dabei können stabile Zündbedingungen bis λ = 1,95 im Teillastbereich gezeigt werden. Daneben werden auch optische Untersuchungen zur Charakterisierung der Vorkammerzündung durchgeführt. Dabei kommt sowohl ein optisch zugänglicher Motor als auch eine optisch zugängliche Einspritzkammer zum Einsatz. Letztere kann auch mit einem definierten Hintergrundgemisch betrieben werden. Mit diesem Aufbau lässt sich durch eine Kombination von Schlieren-Messtechnik und der Aufzeichnung des OH*-Radikals der Zündvorgang charakterisieren.
Die Vorkammern werden am Vollmotor erprobt und thermodynamisch analysiert. Dabei können stabile Zündbedingungen bis λ = 1,95 im Teillastbereich gezeigt werden. Daneben werden auch optische Untersuchungen zur Charakterisierung der Vorkammerzündung durchgeführt. Dabei kommt sowohl ein optisch zugänglicher Motor als auch eine optisch zugängliche Einspritzkammer zum Einsatz. Letztere kann auch mit einem definierten Hintergrundgemisch betrieben werden. Mit diesem Aufbau lässt sich durch eine Kombination von Schlieren-Messtechnik und der Aufzeichnung des OH*-Radikals der Zündvorgang charakterisieren.
Schlagwörter: Vorkammer; Vorkammerzündung; Pre-Chamber Ignition; jet ignition
Berichte zur Thermodynamik und Verfahrenstechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Michael Wensing und Prof. Dr.-Ing. Stefan Will, Erlangen-Nürnberg
Band 2023,2
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DOI 10.2370/9783844091847
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