Optischer und thermodynamischer Einzylindermotor

Beim Transparentmotor handelt es sich um einen optisch zugänglichen 2 Liter-Einzylinder-Forschungsmotor aus dem Nutzfahrzeugbereich. Mit Hilfe eines verlängerten zweigeteilten Kolbens, der im oberen Bereich mit einem zylindrischen Quarzglaseinsatz bestückt ist, lässt sich über einen ortsfesten Diagonalspiegel ein Blick von unten in den Brennraum realisieren. So können mit einem optischen Messaufbau in der aktuellen Konfiguration Bilder von Schlieren und OH-Eigenleuchten aus dem Brennraum mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommen werden. Andere optische Messverfahren, bspw. Lasermesstechnik, sind ebenfalls anwendbar. Um eine Verschmutzung des Strahlengangs durch Schmieröl zu vermeiden, ist die obere Kolbenhälfte durch spezielle reibungsarme Polyamid-Kolbenringe abgedichtet. Die fehlende Ölschmierung und damit auch -kühlung birgt allerdings die Gefahr einer Überhitzung, sodass nur ein kurzer Lastbetrieb mit Verbrennung möglich ist.

Längere Versuchsläufe im thermisch eingeschwungenen Zustand sind am Thermodynamikmotor möglich. Er ist annähernd gleich aufgebaut wie der Transparentmotor, mit dem Unterschied, dass ein Standardkolben bei entsprechend verkürztem Kurbelgehäuse verbaut ist.

Über die kurbelwellensynchrone Indizier Messtechnik wird die thermodynamische Verbrennungsanalyse durchgeführt. Dabei wird die Druckindizierung für den Brennraum sowie im Falle einer Vorkammerzündung auch für die Vorkammer durchgeführt. So können Zylinder- und Vorkammerdruckverläufe sowie auf deren Basis Wärmefreisetzung, Brennverläufe, Leistungskenngrößen und Wirkungsgrade bestimmt werden. Darüber hinaus lassen sich an beiden Motoren die Abgasemissionen mittels FTIR-Spektrometer messen.