KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

Experimental Investigations on Particle Number Emissions from GDI Engines

Bertsch, Markus

Abstract:
Diese Dissertation behandelt experimentelle Untersuchungen zur Reduktion von Partikelanzahlemissionen beim Ottomotor mit Direkteinspritzung.
Messungen an einem Einzylinder-Forschungsaggregat mit kombiniertem Einsatz von Partikelanzahlmessgerät, Partikelgrößenverteilungsmessung sowie optischer Diagnostik und thermodynamischer Analyse ermöglichen dabei die detaillierte Analyse der Partikelbildung und -oxidation.
Hierzu werden zahlreiche optische Diagnosetechniken zur Visualisierung der Gemischbildung (Mie-Streulicht, High-Speed PIV) sowie der Rußbildung und -oxidation (High-Speed Imaging, Lichtleitermesstechnik) eingesetzt.
Zunächst werden zwei Injektoren mit unterschiedlichem hydraulischen Durchfluss und identischem Spraytargeting in einer Einspritzdruckkammer charakterisiert und bewertet.
Im Fokus der experimentellen Arbeiten am Versuchsmotor steht dann der Betrieb bei erhöhter Motorlast und geringer Motordrehzahl.
Hierbei stellen die geringen Strömungsgeschwindigkeiten im Brennraum, bedingt durch die geringe Motordrehzahl, sowie die große eingebrachte Kraftstoffmasse eine zentrale Herausforderung für den Gemischbildungsprozess dar.
Einen wesentlichen Teil der Arbeit stellt deshalb die detaillierte Analyse des Gemischbildungsprozesses, welcher als Summe aus Kraftstoffeinbringung, Interaktion der Ladungsbewegung mit dem eingebrachten Kraftstoff sowie der Kraftstoffbeschaffenheit beschrieben werden kann, dar.
Maßnahmen zur Optimierung der Gemischbildung und Minimierung der Partikelemissionen werden abgeleitet und bewertet.
Neben der gezielten Beeinflussung der Ladungsbewegung durch das Aufprägen einer gerichteten Strömung und der Variation der Ventilöffnungszeitpunkte und -öffnungsverläufe, wird auch die Einspritzung gezielt beeinflusst.
Hierzu wird neben einer Reduktion des hydraulischen Durchflusses des Injektors auch eine Erhöhung des Einspritzdruckes auf bis zu 500 bar diskutiert.

Abstract (englisch):
This thesis discusses experimental investigations to reduce particle number emissions from gasoline engines with direct injection. Measures on a single cylinder research engine with combined usage of a particle number measurement system, a particle size distribution measurement system as well as optical diagnostics and thermodynamic analysis enable an in-depth assessment of particle formation and oxidation. Therefore, numerous optical diagnostic techniques for spray visualisation (Mie-scattering, High-Speed PIV) and soot detection (High-Speed-Imaging, Fiber optical diagnostics) are deployed.
Two injectors with different hydraulic flows but identical spray-targeting are characterised and compared by measurements in a pressurised chamber. ... mehr

Open Access Logo


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000063994
Coverbild
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Jahr 2016
Sprache Englisch
Identifikator ISBN: 978-3-8325-4403-4
ISSN: 1615-2980
urn:nbn:de:swb:90-639941
KITopen-ID: 1000063994
Verlag Logos, Berlin
Umfang XI, 154 S.
Serie Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen ; 2016,2
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Kolbenmaschinen (IFKM)
Prüfungsdaten 09.09.2016
Referent/Betreuer Prof. T. Koch
Externe Relationen Siehe auch
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page