Analyse und Korrektur des geometrischen und thermischen Einflusses auf Einspritzratenmessungen bei Einsatz eines leitungsbasierten Messsystems

Emissionen und Verbrauch von Diesel Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung werden stark vom Mischungsvorgang zwischen Luft und Kraftstoff wahrend des Einspritzvorgangs beeinflusst. Der zeitliche Einspritzverlauf ist dabei ein Haupteinflussfaktor auf die zu erwartende Mischungsqualitat und muss fur eine optimale Verbrennungsentwicklung bekannt sein. Ubliche Einspritzdauern im Bereich von wenigen Millisekunden erschweren eine direkte zeitlich hochauflosende Vermessung der Massen- beziehungsweise Volumenstromrate. In den letzten Jahrzehnten sind daher verschiedene indirekte Messverfahren entwickelt worden, die auf Basis von induzierten Duckanderungen in geschlossenen Kammern oder Leitungssystemen auf die gesuchte Einspritzrate schlussfolgern. Bei Verwendung einer mit Kraftstoff gefullten Messleitung wird durch den Einspritzvorgang eine Druckwelle entlang der Leitungsachse induziert, welche am Anfang der Leitung gemessen wird (Bild 1) [4,1]. Im theoretischen Idealfall korreliert die gemessene Druckanderung direkt mit der Einspritzrate, wobei sich in realen Anwendungen Umrechnungsfehler durch variable Geometrien und Temperaturen sowie Reibungseffekte innerhalb der Messsysteme ergeben. Zur Analyse der verschiedenen Einflussfaktoren wird ein vorhandenes Messgerat mit einem Heizsystem sowie zusatzlichen Druck und Temperaturmessstellen ausgestattet und gleichzeitig mittels eines 1D Simulationsmodells abgebildet. Auf Basis der Messund Simulationsergebnisse wird ein Verfahren zur Korrektur von Druckmessung entwickelt, welches eine realistische Ruckrechnung des Ratenverlaufs ermoglicht.