Optische Untersuchung der Zündeigenschaften einer Vorkammerzündkerze in einem HD-Gasmotor

Vorkammer-Zündkerzen sind ein etabliertes Bauteil im Gasmotor. Ihr Entflammungsverhalten erfolgt in engem Zusammenspiel mit den Konditionen des Brennraumes und dem Strömungsverhältnissen. In vielen Einsätzen ist die Auswahl der für den jeweiligen Motor optimalen Vorkammerkzündkerze das Ergebnis vergleichender Versuche. Eine Visualisierung der Entflammung kann hier helfen, schnell zu relevanten Aussagen zu kommen. Die Visualisierung mit Hilfe von Endoskopen (Hügel et.al. Dessau 2013) leidet darunter, dass einer der Fackelstrahlen meist direkt in Richtung der Optik gezeigt hat und deswegen verschlossen werden musste. Eine Betrachtung von Asymetrien oder grundlegenden Effekten benötigt deswegen einen speziellen optischen Zugang durch den Zylinderkopf, der ein Blickfeld mit Fackelstrahl bis zum Kolben erlaubt.
Nach einer Darstellung der Konstruktion des optischen Zuganges werden auch dessen Nebeneffekte - beispielsweise auf die Temperaturverteilung - an einem Forschungs-Einzylindermotor betrachtet. Die Aufnahmen zeigen die Fackelstrahlen einer symmetrischen Vorkammerkerze und die Auswirkungen der lokalen Brennraum-Konditionen auf die Fackelausbreitung und deren Gleichverteilung.
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Die Highspeed-Visualisierung mit Bildverstärker-Kamera zeigt im Allgemeinen die Chemilumineszenz mehrerer Spezies, die im Akkumulationszeitraum und der Betrachtungsachse kumulieren. Zusätzliche Informationen über die Mechanismen der Entflammung bietet hier eine zeitlich und räumlich aufgelöste Darstellung der Fackelstrahlen und der von Ihnen produzierten Chemilumineszenzsignale für beispielsweise CH* und C2* (s.a.Toedter et.al. 3rd int Ignition Conf. Berlin 2016). In der hier vorgestellten Arbeit wird mit dieser Methodik das Entflammungsverhalten und auch der Zündverzug beim Einsatz der Vorkammer-Zündkerze in einem Gasmotor analysiert.
Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Basis für das Design an den Motor angepasster Vorkammerzündkerzen und als Ausgangspunkt für weitere Forschungen.