Demo eines optischen Sensors zur Unterstützung der Entwicklung von schadstoffarmen motorischen Verbrennunssystemen

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 30304

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0042;Verbrennung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Demo eines optischen Sensors zur Unterstützung der Entwicklung von schadstoffarmen motorischen Verbrennunssystemen

Schlussbericht (Deutsch)

Im Zuge des vorliegenden Projektes wurden Vorarbeiten zur industriellen Entwicklung einer miniaturisierten Lichtwellenlei-ter-Messkette, zusammen mit der Firma Kistler AG, Winterthur, geleistet. Hintergrund der Bemühungen sind neue Techno-logien wie die Common Rail Einspritzung, welche neue Möglichkeiten der Schadstoffminimierung durch innermotorische Massnahmen zulassen. Zielvorgaben hierzu sind die Erreichung der EURO-IV Grenzwerte. Für die Lichtleitermesstechnik wurden am Beispiel eines 1-Zylinder ?Heavy Duty? Diesel-Versuchsmotor die notwendigen Grundlagen erarbeitet. Hierzu gehören massgeblich die Auswahl eines Kalibrationsverfahrens, sowie Möglichkeiten die Verschmutzung der Optik durch Russbeschlag zu korrigieren. Ferner wurde ein Algorithmus erstellt, welcher eine iterative Berechnung der Grössen KL (Russkonzentration) und Russtemperatur T in vernünftiger Zeit als Postprocessing erlaubt.Der optische und elektronische Aufbau wurde entsprechend der zu erwartenden Signalstärken angepasst. Die im Brenn-raum erfassten Lichtsignale werden über eine Trifurkation aufgesplittet und wellenlängenselektiv auf eine Diode geleitet. Eine den Anforderungen angepasste Verstärkereinheit wandelt die Diodensignale in eine messbare Spannung um. Die Daten werden mit einem Transientenrecorder zusammen mit Kurbelwinkel und Druckindizierung aufgenommen. Ueber die Druckdaten konnte über die Wärmeentwicklung der Brennverlauf, sowie theoretische Temperaturen der Rauchgas und Frischgaszone berechnet werden. Aus den Lichtsignalen wurden die Russkonzentration und ?temperatur bestimmt.Messungen an einem 1-Zylinder Versuchsaggregat zeigen den vielfältigen Einsatzbereich der Lichtleitersondenmesstech-nik zur Charakterisierung der Russentwicklung (KL-Wert) als auch der Zusammenhänge zwischen erfasstem Maximum im Temperaturverlauf und NOX-Entwicklung. Im Anschluss an das Projekt wurde ein KTI-Projekt ausgelöst, welches die Relevanz der Thematik unterstreicht. Ziel des neuen Projektes ist, aus dem ?know-how? der ETH ein marktfähiges Produkt (in Zusammenarbeit mit der Fa. Kistler) zur realisieren.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Boulouchos,Konstantinos
Kunte,Stephan

Zugehörige Dokumente

• Demonstration eines optischen Sensors zur Unterstützung der Entwicklung von schadstoffarmen motorischen Verbrennungssystemen - Schlussbericht [PDF] 612 kB