Genau verstehen, was im Brennraum passiert

Winterthur, Juni 2019 – Wie lassen sich Verbrennungsmotoren optimieren, um Kraftstoffverbrauch und Emissionen weiter zu senken? Die neue Messzündkerze von Kistler kombiniert Zylinderdruckmessung und Visualisierung des Verbrennungsprozesses in einem kompakten und robusten Produkt – ein effizientes Mittel für Entwickler, um tiefgehende Analysen durchzuführen.

Mit den neuen Messzündkerzen bietet Kistler seinen Kunden ein einzigartiges Produkt: Durch die Integration eines Hochtemperatur-Minitaturdrucksensors mit einem faseroptischen System mit bis zu acht Sonden lässt sich der gesamte Verbrennungsprozess ab Entflammung umfassend charakterisieren und visualisieren. Untersuchungen des Klopfverhaltens sowie die Erfassung weiterer unerwünschter Effekte wie Rußentwicklung und Vorentflammung können nun noch genauer und effizienter durchgeführt werden.

Präzise Erfassung der Vorgänge im Brennraum

Die optischen Sonden erfassen die Verbrennungsstrahlung im Brennraum als Lichtintensität, die per Verstärker in ein Spannungssignal umgewandelt wird. Durch die hohe Empfindlichkeit des faseroptischen Systems können auch die Prozesse bei Leerlauf und Kaltstart sowie direkt nach der Zündung abgebildet werden. Die anschauliche Visualisierung der definierten Parameter ermöglicht ein tieferes Verständnis der Vorgänge im Brennraum, um beispielsweise Einspritzsystem- und Zündzeiteinstellungen zu optimieren.

Weltweit kleinster piezoelektrischer Zylinderdrucksensor

Dank der Integration eines ultrakompakten Hochtemperatur-Drucksensors in die Zündkerze müssen keine Zusatzbohrungen am Zylinderkopf vorgenommen werden. Der Aufnehmer ist fast brennraumbündig eingebaut und eignet sich dank einer akustischen Eigenfrequenz von etwa 65 kHz auch für die Indizierung bei hohen Drehzahlen und für Klopfuntersuchungen. Er verfügt über einen Druckbereich von 0 bis 200 bar sowie einen Betriebstemperaturbereich von –20 bis 350°C.

Integrierte Lösung bringt Effizienzgewinne in der Entwicklung

Die Kombination von Druck- und Lichtmesstechnik in einem integrierten Produkt senkt den Kosten- und Zeitaufwand bei der Motorentwicklung und liefert darüber hinaus ein ganzheitliches Bild der Vorgänge im Brennraum. Die wichtigsten Eigenschaften und Vorteile auf einen Blick:

• Kombination von Zylinderdruckmessung und optischer Verbrennungsanalyse
• Integrierte, kompakte und robuste Ausführung ohne zusätzliche Messbohrung
• Acht optische Fenster zum Brennraum (Beobachtungsrichtung radial und/oder axial)
• Integrierter Miniatur-Zylinderdrucksensor (3 mm)
• Verschiedene Gewindegrößen, Wärmewerte, Funkenlagen und Elektrodenabstände möglich

Die Lösung wird vervollständigt durch einen Verstärker für die Faseroptik, einen piezoelektrischen Verstärker für die Zylinderdruckmessung sowie ein kombiniertes System zur Datenerfassung und -auswertung. Kistler stellt seinen Kunden die gesamte Messkette aus einer Hand zur Verfügung.