Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laserspektroskopie verbessert Automotoren

15.12.2009
Neues Messverfahren trägt zum besseren Verständnis von Brennprozessen bei

Forscher der Technischen Universität Darmstadt haben neue Messmethoden entwickelt, um die im Motor stattfindenden Verbrennungsprozesse zu analysieren. Laser-basierte Verfahren werden in der Automobilindustrie bei der Entwicklung von Brennverfahren zwar bereits mannigfaltig eingesetzt. Viele Fragen sind jedoch nach wie vor offen, vor allem, wenn wie im Falle der Direkteinspritzung alle Vorgänge - von Einspritzung bis Ausbrand - im selben Raum ablaufen und sich gegenseitig beeinflussen.

Verständnis der Zusammenhänge

Mithilfe der Laserspektroskopie können Wissenschaftler genauer erkunden, was im Brennraum eines Motors passiert, warum es zu Fehlzündungen kommt oder in welchem Moment und aus welchem Grund Schadstoffe entstehen. "Letztlich ist es das Ziel unserer Forschung, die Kausalitäten zwischen Einspritzung, Gemischaufbereitung, Zündung, Verbrennung und Schadstoffbildung besser zu verstehen", sagt Andreas Dreizler, Leiter des Fachgebiets Reaktive Strömungen und Messtechnik an der TU Darmstadt, gegenüber pressetext.

Dafür beobachten die Techniker bislang nicht restlos geklärte Prozesse wie etwa das Wechselspiel von Flammen und Zylinderinnenströmung bei Zündung des Motors mithilfe von Laserlicht. "Die Analysen passieren dabei, ohne den Prozess selbst zu stören beziehungsweise zu verändern", betont Dreizler. Dies sei mit klassischen Sensoren nicht möglich.

Einfaches Grundprinzip

Die Brennkammern werden mit einem kleinen Fenster versehen. Durch dieses kann das Laserlicht eindringen. Die Moleküle des Kraftstoffes werden dann mit einem Laserimpuls angeregt, was sie zum Fluoreszieren bringt. Da Laserlicht sehr schmalbandig ist, können bestimmte Moleküle angeregt werden, sodass nur diese fluoreszieren. Damit lässt sich exakt verfolgen, wann und wo Schadstoffe wie Kohlenmonoxid oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe auftreten.

In Kombination mit klassischen Motoranalyseverfahren und einer parametrischen Variation von Geometrien, Injektoren oder Einströmrandbedingungen können Fahrzeughersteller verbesserte Brennverfahren entwickeln. "Die Optimierungspotenziale liegen vor allem in der Verbesserung der Effizienz. Diese ist aber immer an die Frage der Reduzierung der Schadstoffemissionen gekoppelt, die sekundärseitige Maßnahmen in der Abgasnachbehandlung erfordert", gibt Dreizler zu bedenken.

Verbesserungspotenzial unstrittig

Verbesserungen könnten insbesondere bei der Einspritzung und Gemischaufbereitung erzielt werden. Weiters ließen sich mit einem besseren Verständnis der innermotorischen Dynamik sogenannte zyklische Schwankungen reduzieren. "Das ist vor allem bei direkteinspritzenden Ottomotoren ein heikles Thema", so der Fachmann abschließend.

Nikolaus Summer | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.csi.tu-darmstadt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Granulare Materie blitzschnell im Bild
21.09.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie