Beeinflussung der Flammenausbreitung durch laserinduzierte Mehrfachzündungen bei motorrelevanten Bedingungen

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Bei der Weiterentwicklung motorischer Brennverfahren ist die Beeinflussung der Prozessführung zur Senkung des Verbrauchs und der Emissionen ein besonders wichtiges Ziel. Bei der dabei günstigen Verbrennung mit geringem Brennstoffanteil kann die Energieumsetzung durch räumliche und zeitliche Mehrfachzündungen angepasst werden. Die Anwendung eines laserinduzierten Durchbruchs zur Zündung bietet dabei eine hohe Flexibilität.Im Rahmen dieses Forschungsantrags soll geklärt werden, wie aufwändig Mehrfachzündungen durch Laser unter motorähnlichen Bedingungen sind und welches Potential diese Technologie für die Anwendung in der motorischen Verbrennung aufweist.Hierzu wird zunächst die Erzeugung von Laserdurchbrüchen untersucht, die in unterschiedlichen Gemischen unter motorähnlichen Zuständen und Strömungsbedingungen zu einer einzelnen Zündung führen. Ziel dieser Untersuchungen ist es, das Verständnis des Übergangs eines laserinduzierten Plasmas in einen unter diesen Bedingungen zündfähigen Entflammungskern zu verbessern und einen Laserimpulsverlauf zu finden, der mit geringstem Leistungs- und Energiebedarf zur sicheren Zündung des Gemisches führt.Anschließend soll dargestellt werden, wie sich der Brennverlauf in der überschaubaren Geometrie einer zylindrischen Brennkammer durch zwei Laserzündungen beeinflussen lässt. Dies verbessert das Verständnis für die gewonnene Flexibilität der mehrfachen Zündung mit nahezu freier Orts- und Zeitwahl für den Einsatz im Motor und ermöglicht eine Abschätzung des Potenzials dieser Technik.