oder Emulsionseinspritzung auf die homogene Dieselverbrennung

2.3 Chemische Kinetik
Im Mechanismus von Tanaka et al. [TAKH03] wird daneben noch der Übergang
von R•OOH-Radikalen zu stabileren Olefinen als wesentlicher Faktor für
den Kettenabbruch und damit die Zweistufenzündung genannt. Neben der
Bildung von Olefinen nennt Griffiths et al. [GW02] noch die Bindung von OH•- Radikalen zu weniger reaktiven HO •
2
Hochtemperatur-Oxidation
und H2O2-Molekülen.
Nach dem Abbruch der Kettenverzweigungen in der Niedertemperaturoxidation
ergibt sich durch die Reaktionen in einer Zwischenphase keine integra-
-Radikal eine
le Wärmefreisetzung. Beim erneuten Zünden nimmt das HO• 2
wichtige Rolle ein, da es die Radikalbildung von Kraftstoffmolekülen ermöglicht.
Zudem erhöht die Zersetzung von Wasserstoffperoxid H2O2 massiv die
OH•-Radikalkonzentration: HO •
2 + RH → H2O2+ R •
(2.26)
H2O2+ M → OH • + OH • + M (2.27)
Die freie Valenz des Alkylradikales R • führt zu einer Stärkung der direkt benachbarten
und einer Schwächung der dahinterliegenden Bindung. Die damit
eingeleitete β-Spaltung (siehe Abbildung 2.7) ist ein wichtiger Hochtemperaturschritt
zur Zersetzung der langkettigen Kohlenwasserstoffe.
H
H
H
H C
H C
H H H
H
C C
H
H
H
C C
β-Spaltung freie Valenz
β-Spaltung
Abbildung 2.7: Zersetzung durch β-Spaltung (nach [Tur00])
Während die Spaltungen der langen Kohlenwasserstoffketten zunächst endotherme
Reaktionen darstellen, wird schließlich durch die Aufoxidation der
entstehenden kurzkettigen Moleküle, über die Zwischenspezies Kohlenmonoxid
hin zum Kohlendioxid, massiv Energie freigesetzt.
Die Zweistufenzündung ist ein wichtiges Phänomen bei der Verbrennung
von Kohlenwasserstoffen und beeinflusst beispielsweise entscheidend die
klopfende Verbrennung bei einem konventionellen Ottomotor [WMD01],
27
H
H