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E-Book

Longitudinal angeregte passiv gütegeschaltete Laserzündkerze

AutorHeiko Ridderbusch
VerlagHerbert Utz Verlag
Erscheinungsjahr2008
Seitenanzahl181 Seiten
ISBN9783831608409
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis29,99 EUR
Werden Verbrennungsmotoren eines Tages mit einem Laser gezündet? Noch ist dies Zukunftsmusik, denn die konventionelle Zündkerze ist bewährt und billig. Und dennoch interessieren sich einige Hersteller und Zulieferer der Automobilindustrie sowie stationärer Großmotoren ernsthaft für das Thema der Laserzündung, denn diese eröffnet neue Möglichkeiten.

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Leseprobe
2.1 Thermische Zündung mittels Laser (Seite 23)

Bei der thermischen Zündung mittels Laser [29–38] wird die kinetische Energie eines Moleküls erhöht. Dabei werden durch kontinuierliche Laserstrahlung die Vibrations-, Translations- oder Rotationsschwingungen des Gas-Moleküls angeregt, was eine Erhitzung der bestrahlten Region zur Folge hat. Als Resultat der Energieerhöhung brechen die chemischen Bindungen des Moleküls auf und chemische Reaktionen können starten. Die Zeitdauer zwischen Beginn der Laserstrahlung und der Entzündung des Gases ist vergleichsweise lang in der Größenordnung von bis zu einer Millisekunde [37]. Ein geeignetes Lasersystem für die Anregung der oben genannten Molekülschwingungen ist der CO2-Laser mit seiner Emissionwellenlänge von etwa 10 µm. Dieses Lasersystem schließt die Anwendung an einem Ottomotor aufgrund seiner Baugröße sofort aus. Des Weiteren besitzt man mit der thermischen Zündung mittels Laser nicht mehr die freie Wahl des Zündortes im Brennraum, da die Laserstrahlung direkt hinter dem Brennraumfenster absorbiert wird und bei der Propagierung in den Brennraum eine exponentielle Abschwächung erfährt.
Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung8
Inhalt10
Liste der verwendeten Symbole13
Extended Abstract18
1 Einleitung22
2 Prinzipien der Laserzündung26
2.1 Thermische Zündung mittels Laser26
2.2 Laserinduzierte photochemische Zündung26
2.3 Laserinduzierte resonante Durchbruchzündung27
2.4 Laserinduzierte Funkenzündung oder nicht-resonante Durchbruchzündung27
3 Laserzündung am Ottomotor31
3.1 Laserzündung bei strahlgeführter Benzindirekteinsprit-zung31
3.2 Laserzündung homogener Methan-Luft-Gemische38
3.3 Zusammenfassung Anforderungen an das Lasersystem41
4 Sättigbarer Absorber als passiver Güteschal-ter43
4.1 Analytisches Modell des sättigbaren Absorbers44
4.2 Numerisches Modell des sättigbaren Absorbers46
5 Grundlagen der Modellierung eines Laser-systems56
5.1 Modellierung eines passiv gütegeschalteten Lasersys-tems57
5.2 Analytische Lösung eines passiv gütegeschalteten La-sersystems60
5.3 Numerische Lösung eines passiv gütegeschalteten La-sersystems71
6 Thermische Effekte93
6.1 Pumplichtinduzierte thermische Effekte93
6.2 Temperaturabhängigkeit desWirkungsquerschnitts der stimulierten Emission99
7 Experimente zum Laserdesign101
7.1 Charakterisierung der Pumpquellen101
7.2 Experimente mit sättigbarem Absorber106
7.3 Eigenschaften der untersuchten laseraktiven Materia-lien110
7.4 Experimente mit laseraktiven Materialien115
7.5 Vergleich der laseraktivenMaterialien im Laserbetrieb139
8 Experimente zum Motorversuch145
8.1 Kristallhalterung145
8.2 Aufbau der Laserzündkerze149
8.3 Vorversuche150
8.4 Motorversuch152
9 Zusammenfassung154
Literatur– und Quellenverzeichnis158
Danksagung174

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