Verdampfung und Gemischbildung während des Zerfallsprozesses bei der instationären Druckzerstäubung von Flüssigkeiten

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Heterogene Verbrennungsvorgänge, wie sie beispielsweise bei der Benzindirekteinspritzung verstärkt im Teillastbetrieb auftreten, werden durch den Einspritzprozess erheblich beeinflusst. Die Optimierung von Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen verlangt deshalb eine genaue Kenntnis der Wirkmechanismen der innermotorischen Gemischbildung. Dazu ist zunächst das Verständnis des Einspritzprozesses, entkoppelt von der Ladungsbewegung im Motor, zu verstehen. Für eine phänomenologische Analyse ist es wesentlich, neben den globalen Gemischbildungsvorgängen auch die kleinstskaligen Abläufe von Strahlaufbruch und Verdampfung zu untersuchen. Bisherige Arbeiten im Rahmen dieses Projektes konnten erstmals Ergebnisse einer mikroskopischen Betrachtung von Tropfen- und Dampfstrukturen mittels der laserinduzierten Exciplex-Fluoreszenz aufzeigen. Hauptaufgabe der weiteren Arbeit ist es nun, die Bedeutung hoher Dampfkonzentrationen nahe dem Tropfen für den Verdampfungsvorgang ("Verdampfungsgrenze") zu quantifizieren und weiterhin den Einfluss veränderter Umgebungsbedingungen, Betriebsparameter oder auch Kraftstoffzusammensetzungen auf den Zerstäubungs- und Gemischbildungsprozess mit mikroskopischer Auflösung möglichst ebenfalls quantitativ zu erfassen. In Verbindung mit Ergebnissen aus standardisierten Messverfahren sollen diese Daten die Basis einer umfassenden physikalischen Modellbildung dienen.