Neues Verfahren für weniger Rußpartikel im Motor

Der Ausstoß von Rußpartikeln moderner Verbrennungsmotoren könnte in Zukunft weiter reduziert werden. Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es nun mit einem lasergesteuerten Messverfahren gelungen, den Ort der Rußentstehung im Triebwerk genauer zu lokalisieren.

Rußpartikel sind kleine, mit dem menschlichen Auge nicht wahrnehmbare Teilchen. Ihr Durchmesser ist kleiner als ein zehntausendstel Millimeter, wodurch die Partikel tief in die Lunge eindringen können und dadurch die Gesundheit des Menschen beeinträchtigen. Sie entstehen bei der (nicht vollständigen) Verbrennung von Kraftstoff im Motorraum und gelangen mit den Abgasen an die Luft und so in den menschlichen Körper. Mit der Einführung von Dieselpartikelfiltern konnte ihr Ausstoß in der Vergangenheit jedoch bereits enorm gemindert werden.

Durch die Entdeckung der Karlsruher Wissenschaftler könnten die Partikelemissionen nun weiter reduziert werden und gen null gehen. Mittels einer laserdiagnostischen Messtechnik haben sich nämlich die Rußkonzentration, die Partikelgrößen sowie die Teilchenanzahl im Brennraum eines Zylinders bestimmen lassen. Hierbei zeigte sich, dass eine mehr oder weniger starke Rußbildung direkt über der Kolbenoberfläche stattfindet. Im eigentlichen Brennraum ist dagegen wenig Ruß gefunden worden. Zurückzuführen ist dies ist auf die sogenannten Pool-Fires, also brennende Kraftstoffpfützen, die sich durch die Benetzung des Kolbens aufgrund der Kraftstoffeinspritzung bilden. Sie werden vergleichsweise spät verbrannt und dies bei geringer Temperatur, wodurch Reste „übrig bleiben“. Sie werden mit dem Abgas des Motors emittiert. Durch diese Erkenntnis könnten künftige Triebwerke entsprechend modifiziert werden. Die Folge wären noch geringere Rußpartikelemissionen, die mitunter nahezu vollständig vermieden werden könnten.