Effekte von konventionellen und unkonventionellen Düsengeometrien auf die dieselmotorische Verbrennung

Die Forderungen nach Reduktion des Kraftstoffverbrauches und des Schadstoffausstoßes von Motoren werden immer strenger. Die Forschung im Bereich Dieselbrennverfahren am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik an der TU Graz arbeitet an PKW-, Nutzfahrzeug- und Großdieselmotoren.

Für diese Untersuchungen wurde eine Injektormatrix vorbereitet und gefertigt. Das Ziel dieser Matrix ist eine Variation der Spritzlochgeometrie, während andere Parameter, wie Spritzwinkel, Durchfluss und Sacklochgeometrie konstant gehalten werden. Die Matrix wurde in enger Zusammenarbeit mit Liebherr erstellt. Spritzlöcher für Dieselmotoren werden typisch durch Erodieren hergestellt. Bei der Fertigung der Düsenmatrix war die Möglichkeit gegeben, die Elektrode in eine Taumelbewegung zu versetzen und damit besondere Düsenformen herzustellen.

Die untersuchte Matrix besteht aus konischen Spritzlöchern mit einem k-Faktor von 0 bis 10 und unkonventionellen Geometrien. Es wurden auch mehrreihige Düsen, bei gleichem Durchfluss und reduziertem Querschnitt je Spritzloch, untersucht. In die Matrix wurden auch Sonderformen wie Venturi oder „Flaschenhals“ integriert. Insgesamt wurden 13 Düsentypen gefertigt. Die Matrix wurde entworfen, um das Potential, bezogen auf Schadstoffreduktion, für verschiedene Spritzlochgeometrien zu ermitteln.

Um den Einfluss der Düsen auf die Verbrennung zu untersuchen wurde ein 1-Zylinder-Forschungsmotor verwendet. Der Fokus der Untersuchungen liegt vorwiegend auf einer Reduzierung der Stickoxid- und Rußemissionen.