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Unser aktueller Fokus gilt der dringenden Notwendigkeit einer raschen Reduzierung der CO₂-Emissionen. Dieses Anliegen ist für ein breites Spektrum von Technologien von Bedeutung und wirkt sich sowohl auf die Wirtschaft als auch auf die Gesellschaft aus. Einer der Hauptverursacher der kommenden CO₂-Emissionen sind nach wie vor die Verbrennungsmotoren. Daher hat die Verringerung ihrer Emissionen oberste Priorität. Ebenso wichtig ist die Verbesserung von Verbrennungsmotoren im Hinblick auf deren Kraftstoffeffizienz, die Nutzung alternativer Kraftstoffe und die Minimierung lokaler Emissionen wie NO_x und Kohlenwasserstoffe.

Der anhaltende Trend zur Verkleinerung von Verbrennungsmotoren führt zu einem größeren Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Um den Wirkungsgrad zu optimieren und gleichzeitig die Schadstoffemissionen von Verbrennungsmotoren zu minimieren, ist daher ein umfassendes Verständnis der wandnahen Prozesse unerlässlich. Ziel ist es, ein grundlegendes Verständnis dieser physikalischen Prozesse zu schaffen und die Messdaten für die Modellvalidierung nutzbar zu machen.

Zur Untersuchung der Verbrennungs- und Strömungsvorgänge in SI- oder DISI-Motoren wird ein optisch zugänglicher Forschungsmotor mit einem Quarzglaszylinder und einem Kolbenfenster verwendet. Die umfassende optische Zugänglichkeit dieses Motors ermöglicht präzise optische Messungen, in einem beträchtlichen Teil des Zylinders. Skalare Felder werden mit Methoden wie der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) gemessen, die Parameter wie Gastemperatur, Luft-Kraftstoff-Gemisch, Flammenausbreitung und Kraftstoff-Wandfilmen sein können. Zur Charakterisierung von Sprays werden Techniken wie diffuse Hintergrundbeleuchtung (DBI) oder Mie-Streuung eingesetzt. Darüber hinaus werden thermografische Phosphore zur Messung der Wandtemperaturen verwendet. Um die komplexe Strömung zu erfassen, ermöglicht der Einsatz von Particle Image Velocimetry (PIV) und Particle Tracking Velocimetry (PTV) ein tiefes Verständnis der Strömungsdynamik, bis hinunter zur Strömungsgrenzschicht. Zur Untersuchung von Partikelemissionen, wie z. B. Ruß, kann die laserinduzierte Inkandeszenz (LII) eingesetzt werden.