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M. Zimmerl:
"Untersuchungen von Selbstzündungsphänomenen an einem Ottomotor mit innerer Gemischbildung mittels optischer Meßmethoden";
Supervisor: P. Hofmann, G. Prochazka; E 315 Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau, 2006.

Aufgrund der steigenden Energiepreise und der steigenden Umweltbelastung, soll der Kraftstoffverbrauch und die damit verbundenen CO2-Emissionen zukünftiger Motoren noch weiter reduziert werden. Die Downsizing-Strategie ist neben der Kraftstoff-Direkteinspritzung ein viel versprechender Lösungsansatz. Dabei handelt es sich um hochaufgeladene Motoren, die aufgrund der Lastpunktanhebung geringere Drosselverluste aufweisen.

Bei der Anhebung der Ladedrücke können speziell im unteren Drehzahlbereich irreguläre Verbrennungen auftreten, welche eine weitere Steigerung des Ladedruckes verhindern. Dabei muss zwischen Klopfen und Selbstzündung unterschieden werden. Bei einer Selbstzündung kommt es zu einer eigenständigen Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Das bedeutet, dass eine Selbstzündung unabhängig vom Zeitpunkt der Einleitung des Zündfunkens stattfindet, somit unkontrollierbar ist, und auch bereits im Kompressionstakt stattfinden kann.

Mit Hilfe der Video-Technologie ist der Auslösemechanismus von Selbstzündungen untersucht worden. Es zeigten sich einzelne Reaktionsherde die kurz vor einer Selbstzündung meist im Bereich der Zündkerze auftraten und als Zündquellen interpretiert wurden. Diese Reaktionsherde haben ihren Ursprung in einem vorangegangenen Zyklus, als losgelöste Ablagerung nach einer klopfenden Verbrennung.

Auswertungen bezüglich Ausgangsorts von Selbstzündungsphänomenen zeigten, dass dem Brennraumzentrum besondere Bedeutung zukommt.

Untersuchungen mit verschiedenen Zündkerzen bei ausgewählten Betriebspunkten haben, vor allem bei stöchimetrischem Gemisch, doch beachtliche Unterschiede aufgezeigt. Mit zunehmendem Ladedruckniveau wird die Drehmomentsteigerung an der Selbstzündungsgrenze durch eine Zündkerze mit geringerer Wärmeaufnahme ("kalte Kerze") jedoch immer kleiner.

Weiters wurde aufgezeigt, dass die Kraftstoffqualität einen großen Einfluss auf die Selbstzündungsgrenzen und auf die max. Motorleistung hat. Außerdem wurde ein großes Potential zur Leistungssteigerung und zur Verbrauchsenkung für die Alkohol Beimischung bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung aufgezeigt.