Für künftige Generationen von Großdieselmotoren werden die Entwicklungsziele verstärkt darin bestehen, schädliche Komponenten im Abgas deutlich zu senken. Durch die International Maritim Organisation und lokale Gesetzgebungen werden Grenzwerte gesetzt (Senkung der NO(x)-Emissionen um 20 % bis 30 % für das Jahr 2011 (TIER II) bzw. um 80 % für das Jahr 2016 (TIER III) gemessen am Stand des Jahres 2000), die neue inner- und außermotorische Maßnahmen erfordern, um diese Limits mit schiffstypischen Antriebsanlagen einhalten zu können. Ein großes Potenzial zur innermotorischen Senkung schädlicher Emissionen besitzt nach wie vor die Kraftstoffeinspritzung. Sie bildet das bestimmende Element der Gemischbildung. Über die Kraftstoffeinspritzung ist eine gezielte Beeinflussung des Brennverlaufes und somit die Steuerung emissionsbestimmender Mechanismen möglich. An der Universität Rostock werden Grundlagenuntersuchungen durchgeführt, mit denen von der Einspritzung über Zünd- und Verbrennungsvorgänge bis zum Abgas die Mechanismen der motorischen Verbrennung unter besonderer Beachtung schiffstypischer Kraftstoffe und Motorgeometrien analysiert und bewertet werden. Diese Messungen erfolgen an einer Hochdruck-Hochtemperatur-Messkammer mit optischen und laseroptischen Methoden, wie zukünftig auch an einem optisch zugänglichen Versuchsmotor. Der schweröltaugliche Einzylinder-Forschungsmotor, der von seinem Aufbau her einen typischen mittellschnelllaufenden Großdieselmotor präsentiert, wird gegenwärtig auf ein CR-Einspritzsystem umgerüstet und mit optischen Zugängen für Aufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und laseroptische Verfahren ausgestattet mit dem Ziel, die Erkenntnisse aus den Kraftstoffspray-Analysen auf den Motor zu übertragen und hinsichtlich der motorspezifischen Bedingungen wie Zylinderdruck, Gastemperatur und Drallbewegung im Brennraum zu erweitern. Um die Wirkkette Strahlzerfall, Gemischbildung, Verbrennung und Schadstoffbildung unter realen Motorbedingungen zu analysieren, kommen verschiedene optische und laseroptische Messmethoden zum Einsatz. Unter Nutzung des CR-Einspritzsystems und in Verbindung mit den klassischen Messmethoden wie Zünd- und Brennverlaufsanalyse sowie Emissionsmesstechnik, kann so der Einfluss verschiedener Einspritzparameter auf Verbrennungs- und Emissionsverhalten für verschiedene Kraftstoffe und Kraftstoffqualitäten ermittelt werden.
Untersuchungen des Gemischbildungsverhaltens schiffstypischer Kraftstoffe an modernen Common-Rail- Injektoren für Großdieselmotoren
Analysis of the juel mixture generation of marine fuels at compact common rail injectors for large diesel engines
2009
12 Seiten, 14 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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