Verdunstung alternativer Kraftstoffgemische in motorischen Sprays

Die Beimischung erneuerbarer Kraftstoffe wie Ethanol oder Methanol zu konventionellen Kraftstoffen kann signifikant zur Netto-Reduktion von CO2 beitragen. Die Zugabe alternativer Kraftstoffe kann allerdings wesentlich die Verbrennungseigenschaften und die Schadstoffbildung beeinflussen. Ein entscheidender Faktor hierbei ist das komplexe Verdampfungsverhalten von Mehrkomponenten-Kraftstoffgemischen. Abhängig von der ursprünglichen Zusammensetzung kann eine Komponente bevorzugt verdampfen, was zu einer zeitlichen Veränderung der Kraftstoffzusammensetzung im Spray führt.

Zur Charakterisierung dieser präferentiellen Evaporation im Kraftstoffspray wurde ein optisches Messverfahren entwickelt, welches die zweidimensionale bildgebende Messung von Konzentrationen und Tropfengrößen in Sprays ermöglicht. Für eine simultane Messung beider Parameter wird die Laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) an einem Farbstoff, dessen Emissionssignal in zwei Wellenlängenbereichen erfasst wird, mit der elastischen Lichtstreuung gekoppelt. Zur Verfahrensentwicklung wurden sukzessive Messungen an levitierten und fallenden Einzeltropfen durchgeführt und die Ergebnisse schrittweise bis zum Anwendungsfall im Spray validiert. Im Projekt konnten wertvollen Erkenntnisse zur Verdampfung von Mehrkomponentengemischen, zudem wurde  eine neue Messmethodik entwickelt und validiert,  die für unterschiedlichste Sprays anwendbar ist.