oder Emulsionseinspritzung auf die homogene Dieselverbrennung

2.2 Kraftstoff-Wasser-Emulsionen
aus, in der die andere Phase in Form von kleinen Tröpfchen dispergiert ist
[LSZ97]. Durch die Lichtbrechung an den Phasengrenzen erscheinen Emulsionen
üblicherweise milchig-opak. Grundsätzlich muss dabei zwischen dispergierten
Öltröpfchen in einer Matrix aus Wasser (Öl-in-Wasser-Emulsion
O/W ) und dispergiertem Wasser in einer kontinuierlichen Ölphase (Wasserin-Öl-Emulsion
W/O) unterschieden werden. In dieser Arbeit kommen W/O-
Emulsionen zum Einsatz, deren tribologischen Eigenschaften sich dem reinen
Dieselkraftstoff annähern. Die maximale Tropfengröße der dispersen Phase
der eingesetzten Emulsionen liegt im Bereich von 1 µm [Pea06].
Die Herstellung von Emulsionen erfordert Arbeit zur Vergrößerung der Grenzfläche
zwischen den Phasen. Technisch wird dies durch mechanische Arbeit
bewerkstelligt, wobei diese üblicherweise durch Scherkräfte in Rührwerken
zwischen den beiden Phasen aufgebracht wird. Die Tröpfchen haben das Bestreben,
wieder zu koagulieren, was in stabilisierten Emulsionen durch den
Einsatz von zusätzlichen Emulgatoren unterdrückt wird. Dies sind Moleküle
mit jeweils einem hydrophilen und einem hydrophoben Ende, die als grenzflächenaktive
Substanzen die Oberflächenspannung der dispergierten Phase
reduzieren und somit Emulsionen über längere Zeiträume stabilisieren.
2.2.2 Tropfengröße bei Emulsionseinspritzung mit dieselmotorischen
Einspritzdrücken
Aufgrund der inneren Phasengrenze zwischen Wasser und Kraftstoff ist die erzielte
Tröpfchengröße bei der Zerstäubung unter dieselmotorischen Randbedingungen
nicht direkt erschließbar. Deshalb wurde die Tröpfchengröße experimentell
bestimmt. Hierfür wurden die 3 Medien Kraftstoff, Wasser und
Emulsion getrennt bei einem Raildruck von pRai l = 800 bar in einer atmosphärischen
Umgebung zerstäubt.
Als Messsystem wurde ein Partikelgrößenmessgerät der Firma Malvern eingesetzt.
Es beruht auf der Beugung eines Laserstrahles an Partikeln oder Tropfen
durch Mie-Streuung. 4 Die Messungen liefern absolute Werte des Tropfen-
4 Die physikalischen Grundlagen des Messprinzips können der Arbeit von Grünwald [Grü07] entnommen
werden.
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