Ein Schwerpunkt bei der Entwicklung von direkteinspritzenden Dieselmotoren ist die Erarbeitung neuer Lösungsansätze zur Erfüllung zukünftiger Abgasgrenzwerte. Das Einspritzsystem spielt hier hinsichtlich der Zerstäubung des Kraftstoffs eine maßgebende Rolle. Durch die Verwendung neuer, flexibler Einspritzsysteme, können die entscheidenden Gemischbildungsparameter wie der Einspritzverlauf, die Tropfengrößenverteilung, die Verdampfung und somit die Verbrennung mit der damit zusammenhängenden

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... stoffentstehung beeinflusst werden. Für diese Entwicklungen ist es notwendig, je nach Lösungsansatz, die Einflüsse verschiedener Parameter detailliert zu analysieren. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein nadelhubgesteuertes Common Rail, ein sich im Serieneinsatz befindliches druckgesteuertes Pumpe Leitung Düse Einspritzsystem und das einspritzverlaufsformungsfähige Amplified Piston Common Rail System verwendet. Die grundsätzlichen hydraulischen Eigenschaften der Systeme wurden zuerst an einem Einspritzprüfstand beurteilt. Durch die Anwendung moderner optischer Analyseverfahren, werden die Einflussparameter auf die Gemischbildung dieser Systeme vergleichend untersucht. Die Betrachtung der Düseninnenströmung im Sack- und Spritzloch erfolgt mit der Hilfe von transparenten Düsenkuppen aus Acrylglas in Realgeometrie. Die unterschiedlichen Nadelöffnungsgeschwindigkeiten der untersuchten Einspritzsysteme und die resultierenden Strömungsverhältnisse im Nadelsitz verursachen beim Common Rail System Turbulenzen im Sackloch, die zu einer instabilen Kavitation in der Anfangsphase der Einspritzung und zu einem verstärkten Strahlaufbruch führen. Die dadurch vergrößerten Strahlwinkel bewirken einen erhöhten Lufteintrag in den Strahl, der zu einer schnelleren Gemischbildung, Reaktion und einer gesteigerten Stickoxidbildung führt. Es zeigt sich, dass ein Einspritzsystem mit der Möglichkeit der Einspritzverlaufsformung und einer kurzen Sitzdrosselphase während der Nadelöffnung Potential für ein schadstoffärmeres Brennverfahren besitzt.