Der Einsatz der gasförmigen Kraftstoffe Methan und Compressed Natural Gas (CNG) ermöglichen die Entwicklung besonders emissionsarmer Motoren. Da die Gemischbildung im Zylinder schwerer zu kontrollieren ist als bei Flüssigkraftstoffen, ist eine genaue Kenntnis der Vorgänge wichtig für die Optimierung.

Auf dem SAE World Congress Experience 2018 wurden zwei optische Messtechniken zur Lambda-Wert-Bestimmung im Zylinder vorgestellt. Mit Hilfe der flächigen LIF-Messtechnik, einem bildgebenden Laserlichtschnitt-Verfahren, lässt sich die Gemischbildung in einer Ebene analysieren und mit Simulationen vergleichen, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Vergleich mit LIF gemessene Lambda-Wert-Verteilung zur berechneten.

Die Infrarot-Messtechnik des ICOS-CNG ermöglicht als zweite Messmethode die Lambda-Wert-Bestimmung lokal am Ort der Zündkerze. Da die Optik in einer Zündkerze verbaut ist werden keine zusätzlichen Modifikationen des Motors beim Einsatz dieser Messsonde benötigt. Wie in Abbildung 2 dargestellt ermöglicht diese Messtechnik eine sehr genaue Bestimmung des innerzyklischen Lambda-Wert-Verlaufs. In diesem Beispiel ist zu erkennen, wie der simulierte Verlauf leicht gegenüber dem realen, durch die beide Messtechniken ermitteltem, zeitlich verzögert ist.

Abbildung 2: Ergebnis einer Infrarotmessung des Lambda-Wert-Verlaufs im Vergleich zur LIF-Messung und Simulation.

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