Die Optimierung und Erweiterung des Optical-Flow-Verfahrens ermöglicht eine gleichzeitige Analyse von innermotorischen Einspritz- und Verbrennungsprozessen.
Bei der motorischen Verbrennung ist eine genaue Kenntnis der Strömungsverhältnisse beim Ladungswechsel, bei der Kraftstoffeinspritzung und der Gemischbildung wie auch bei der anschließenden Flammenausbreitung von großer Bedeutung. Nur damit lassen sich eine Verbrauchs- und Emissions-Reduzierung sowie die erfolgreiche Einführung biologischer Kraftstoffe realisieren.
rechts: Kombinierte Spray- und Flammenanalyse (Quelle: Goldlücke Ingenieurleistungen)
Im Rahmen des Projekts wurde die Optical-Flow-Methode (OFM) zur einfachen, wirtschaftlichen und schnellen Strömungsanalyse weiterentwickelt, die bei hoher Aussagekraft ein weites Einsatzgebiet abdeckt. Systematisch wurden die Berechnungsalgorithmen, die Auswerteroutinen und die experimentelle Datenerfassung verbessert. Durch die simultane Vermessung einer Benzindirekteinspritzung mittels OFM und Particle Image Velocimetry erfolgte eine Validierung der Ergebnisse. Dabei war auch die OFM-Analyse großer Bildsequenzen bei einer einzigen Messung erfolgreich. Die OFM stellt damit eine einfache Alternative zur teureren und experimentell aufwendigeren High-Speed-PIV dar. Für die Beleuchtung ist kein Laser nötig, wodurch sich erhebliche Vorteile im industriellen Einsatz ergeben. Im Kontext aktueller Fragestellungen wurde die schnelle und einfache Charakterisierung der Einspritzung von Biokraftstoffen vorgestellt.
Im zweiten Projektabschnitt wurde ein Übertrag der OFM zur Analyse der Flammenausbreitung durchgeführt. Somit ist es möglich, Spray- und Flammenausbreitung mit einer einzigen Messung zu analysieren. Eine Kombination der OFM mit der Schlierenmesstechnik verdeutlicht das besondere Potenzial zur Untersuchung von Zündprozessen und zur Analyse der nichtleuchtenden Flammenausbreitung. Die OFM eignet sich damit hervorragend zur Untersuchung von zyklischen Schwankungen bei Einspritzung, Zündung und Verbrennung.
