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Schadstoffminimierung mit „Tracer- LIF“

Neue endoskopische Optiken zur Optimierung von Motoren

Stuttgart

Foto: Universität Duisburg-Essen/IVG

motorendoskopie

Das am Institut für Technische Optik (ITO) der Uni Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Institut für Verbrennung und Gasdynamik (IVG) der Ini Duisburg- Essen entwickelte neue Endoskopsystem „Tracer- LIF“ ermöglicht erstmals die minimalinvasive 2D- Messung an Verbrennungsmotoren und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Senkung von Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß.

Solange der Einsatz von regenerativer Energie bei Flugzeugen und Autos noch durch ungenügende Effektivität begrenzt wird, ist es enorm wichtig, Verbrennungsmotoren so zu opimieren, dass die Belastung der Umwelt durch Schadstoffe möglichst gering ausfällt.

Durch das neuen Messverfahren können nun verbrennungsrelevante Größen wie etwa die Kraftstoffverteilung analysiert werden, um den komplexen Einspritz- und Gemischbildungsvorgang im Verbrennungsraum gezielt untersuchen und optimieren zu können. Beim „Tracer- LIF“- Messverfahren (Laser Induced Flourescence), werden dem Kraftstoff sogenannte Tracer also Marker begefügt, die zum teil Standardbestandteile des Kraftstoffes sind. Die anschließend durch einen Laser- Lichtschnitt im laufenden Motor angeregten Tracer- Substanzen senden für wenige Sekunden ein Floureszenzlicht im unsichtbaren kurzwelligen Spektralbereich (UV) aus, welches mit dem neuen optischen System abgebildet werden kann.

Am IVG werden derzeit Experimente zur Analyse des Floureszenzlichts durchgeführt, um auch am seriennahen Motor das Kraftstoffverhältnis zu verschiedenen Zeitpunkten optisch messen zu können.

Die hohe Lichtstärke wird durch das in einer Arbeitsgruppe von Christof Pruß und René Reichle am ITO entwickelte neue Optikdesign ermöglicht. Dabei wirkt das gesamte Element als Linse mit besonderen Eigenschaften und erlaubt die effektive Kompensierung der Farbfehler der „normalen“ Linsen im System. Das besonders neue, leistungsfähige und zugleich kompakte optische System erzielt so etwa die zehnfache Lichtstärke vom derzeit besten käuflichen UV- Endoskop und ermöglicht so Messungen, die bisher nicht minimalinvasiv durchführbar waren.

Das System wurde im Rahmen der internationalen Konferenz „Photonics Europe“ in Strassburg und auf der Prototypen- Messe „Innovation- Village“ präsentiert und als „Best Overall Product“ ausgezeichnet.

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Webtipp: >> ITO- Uni Stuttgart

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