Lasermesstechnik – ein Diagnosetool in Automobilentwicklungsprozessen

Lasermesstechniken sind in Automobilentwicklungsprozessen weit verbreitet. Bei Volkswagen werden Anwendungen vorgestellt, bei denen die Lasermesstechnik als Diagnosewerkzeug zur Analyse und Optimierung komplexer gekoppelter Prozesse innerhalb und zwischen Automobilkomponenten und -strukturen dient, wie z. B. die Reduzierung von akustischen Geräuschen im Fahrzeuginnenraum oder im Außenbereich, einschließlich Bremsgeräuschen, und die Verbrennungsanalyse für Diesel- und Benzinmotoren zur weiteren Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Umweltverschmutzung. Gepulste elektronische Speckle Pattern Interferometrie (ESPI) und holographische Interferometrie werden zur Analyse des Klopfverhaltens moderner Motoren und zur korrekten Positionierung von Klopfsensoren eingesetzt. Die holographische Interferometrie zeigt das Schwingungsverhalten von Bremskomponenten und deren Wechselwirkung beim Bremsen auf und ermöglicht eine Optimierung für geräuschfreie Bremssysteme. Die Scanning-Laservibrometrie analysiert strukturgebundene Geräusche einer ganzen Karosserie zur Optimierung ihres akustischen Verhaltens im Innenraum.Moderne Motorverbrennungskonzepte wie in Benzin- und Dieselmotoren mit Direkteinspritzung (DI) profitieren von Laserdiagnosetools, die einen tieferen Einblick in die zylinderinternen Prozesse wie Strömungserzeugung, Kraftstoffeinspritzung und Spritzbildung, Zerstäubung und Vermischung, Zündung und Verbrennung sowie Schadstoffbildung und -reduktion ermöglichen. Der notwendige optische Zugang innerhalb eines Zylinders wird durch sogenannte ‚transparente Motoren‘ realisiert, die Messungen nahezu während des gesamten Motorzyklus ermöglichen. Messtechniken und Ergebnisse zur Doppelpulspartikel-Bildgeschwindigkeitsmessung (PIV) mit einem frequenzverdoppelten YAG-Laser für die In-Zylinder-Strömungsanalyse werden ebenso vorgestellt wie die Mie-Streuung an Tröpfchen mit einem Kupferdampflaser in Kombination mit Hochgeschwindigkeitsfilmen und die laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) mit einem Excimer-Laser für die Sprüh- und Kraftstoffdampfanalyse.