Messung des Wärmestroms in Verbrennungsmotoren
In Fahrzeugmotoren entstehende Stickoxide (NOx) werden nach ihrer Erzeugung in die Atmosphäre abgegeben, wo sie negative Folgen für die menschliche Gesundheit haben. Der Druck auf die Automobilhersteller nimmt im Zuge der bald in Kraft tretenden strengeren Abgasnormen für Fahrzeuge zu. Die NOx-Bildung in der Brennkammer hängt stark von der Temperatur ab. Aus diesem Grund müssen sich Versuche der Neugestaltung von Verbrennungsmotoren zum Verringern der NOx-Emissionen auf die Kenntnisse über das Temperaturfeld stützen. Leider fehlen genaue Daten über die verschiedenen Phasen des Verbrennungszyklus. Unter der Federführung des MINNOX-Projekts konstruierte die Universität Stuttgart eine Messanordnung unter Verwendung von speziellen Oberflächenthermoelementen. Mithilfe von mehr als 100 dieser Sensoren konnten die deutschen Ingenieure simultane Messungen des Wärmestroms aus der gesamten Brennkammer ermitteln. Das bedeutet einen enormen Schritt vorwärts von den bisherigen Forschungsleistungen. Die Flexibilität der Versuchsausrüstung machte die Untersuchung von verschiedenen Einlassgeometrien, Strömungsfeldbedingungen und Flammenausbreitungen möglich. Außerdem ermöglichte die geringe Masse der Thermoelemente die Erfassung von hochauflösenden Daten in Sequenzen von einem Grad Kurbelwinkel. Im Zusammenhang mit dem MINNOX-Projekt wurden die Forschungsergebnisse der Universität Stuttgart zur Kalibrierung dreidimensionaler Motorsimulationstools genutzt. Solche Tools werden Fahrzeugherstellern wie den am Projekt Beteiligten helfen, um schneller als bisher möglich Fortschritte in der Motortechnik zu machen. Schließlich ist noch anzumerken, dass die Versuchsmethode auch für andere Motorteile wie Einspritzventile verwendet werden kann.
