Das Projekt "Experimentelle Untersuchung der klopfenden Verbrennung: Messung der Flammen- und Druckwellenausbreitung und des Geschwindigkeitsfeldes im Brennraum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. Aufgabenstellung: Ein wirkungsgradbegrenzender Faktor beim Ottomotor ist das Verdichtungsverhaeltnis. Einer im Sinne der Wirkungsgradsteigeruung und damit Verbrauchsreduzierung wuenschenswerten Erhoehung des Verdichtungsverhaeltnisses steht wegen der Motorschaedigung das Problem der klopfenden Verbrennung entgegen. Hierbei handelt es sich, nach heutigem Kenntnisstand, um unkontrollierte Selbstzuendung von Frischgemisch in der Endphase des Verbrennungsprozesses. Diese Selbstzuendungen ereignen sich in deutlichem Abstand von der normalen Flamme, die durch die Zuendkerze zu einem definierten Zeitpunkt erzeugt wurde und sich durch das Frischgemisch sukzessive ausbreitet. Die im Vergleich zur normalen Flammenausbreitungsgeschwindigkeit von ca 30 m/s ungeheuere Schnelligkeit der klopfenden Verbrennung (Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Reaktionszonen (Flammen) und Druckwellen bis ca 1500 m/s; Ueberschallbereich) macht die Untersuchung der Vorgaenge sehr schwierig. Bis heute sind die Ursache-Wirkungs-Zusammenhaenge bei der klopfenden Verbrennung und somit der Mechanismus der schnellen Flammenausbreitung nicht geklaert. Gleiches gilt sowohl fuer die Ursachen der einsetzenden Selbstzuendungen als auch fuer die Ursachen der Motorschaeden. Der experimentelle, dh messtechnische Aufwand fuer eine detaillierte Analyse der klopfenden Verbrennung ist erheblich und erfordert groessere Modifikationen am Motor, zB grossflaechige optische Fenster, so dass derartige Untersuchungen Aufgabe grundlegender Forschung sind.
Das Projekt "Untersuchung der klopfenden Verbrennung in Ottomotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. In einem Einzylinder-Forschungsmotor wird mittels Hochfrequenz-Druckmesstechnik klopfende Verbrennung aufgezeichnet. Die Analyse der Daten soll Rueckschluesse auf die physikalischen Vorgaenge bei der klopfenden Verbrennung zulassen. Die Schaedigungsmechanismen, die bei klopfender Verbrennung zum Ausfall von Zylinderkopfdichtung, Kolben, Kolbenringen oder Zylinderkopf fuehren, sollen analysiert werden.
Das Projekt "Untersuchungen zur Ermittlung eines Klopfschadenkriteriums" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. Klopfende Verbrennung in einem Verbrennungsmotor verursacht nicht zwangslaeufig Materialschaeden der Brennraumwandungen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, klopfende Verbrennung in einen schadensfreien und einen schadensrelevanten Bereich zu unterteilen. Hierzu soll die Ausbreitungsgeschwindigkeit der klopfenden Reaktinsfront (zyklenaufgeloest) messtechnisch erfasst und als Indikator fuer die Klopfintensitaet herangezogen werden.
Das Projekt "Untersuchung klopfender Verbrennung an realitaetsnahen Motorbrennraeumen mit sphaerischer Grundgeometrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. Zur Beeinflussung des Verbrennungsprozesses stehen verschiedene Moeglichkeiten der Optimierung zur Verfuegung. Zum einen kann man die Stroemungszustaende ausserhalb des Brennraumes optimieren, was zu geringeren Stroemungsverlusten und besseren Zylinderfuellungen fuehrt. Zum anderen besteht die Moeglichkeit, die Verbrennung durch Veraenderungen im Brennraum direkt zu beeinflussen. Hierzu zaehlt insbesondere die Erhoehung des Kompressionsverhaeltnisses, wodurch ein hoeheres Temperatur- und Druckniveau erreicht wird, was allerdings zu einer verstaerkten Neigung des Motors zum Klopfen fuehrt. Unter dem Begriff Klopfen, was auch als Klingeln bekannt ist, versteht man eine unkontrollierte Verbrennung, die durch Schallwellen das typische Klingelgeraeusch erzeugt. Ein Ziel aktueller Forschungaufgaben muss darin liegen, die Verbrennung so zu steuern, dass ein Auftreten der klopfenden Verbrennung moeglichst vermieden wird, um ein bis heute nicht nutzbares Wirkungsgradpotential zu gewinnen. In diesem Projekt soll die klopfende Verbrennung an verschiedenen Brennraeumen mit sphaerischer Grundgeometrie untersucht und ein Beitrag dazu geleistet werden, die ausloesenden Mechanismen der klopfenden Verbrennung genauer zu klaeren. Weiterhin soll der Einfluss unterschiedlicher Einlassstroemungen auf die Flammenausbreitung sowohl fuer nicht klopfende als auch fuer klopfende Verbrennung untersucht werden.