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Mittels der planaren laserinduzierten Fluoreszenz (PLIF) können im Brennraum eines Transparentmotors Messungen durchgeführt werden, die den Gemischbildungsprozess beim Wasserstoffmotor zweidimensional qualitativ darstellen. Auch quantitative Messungen und damit Aussagen über das Kraftstoff-Luft-Verhältnis im Brennraum sind möglich. Für diese Messungen wird ein Gasgemisch ans Helium und einer Tracersubstanz verwendet, und der Motor wird geschleppt. Bei Betrieb des Motors in der Teillast sind auch Messungen im gefeuerten Betrieb, d.h. mit Wasserstoff und zugesetzter Tracersubstanz, möglich. Durch direkte Messung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und der Wasserstoffkonzentration am befeuerten Aggregat mit Hilfe der Raman-Spektroskopie konnte nachgewiesen werden, daß mittels PLIF der Einströmvorgang qualitativ und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis quantitativ grundsätzlich richtig erfaßt werden. Qualitative und quantitative PLIF-Messungen sind prinzipiell nicht nur bei Wasserstoffmotoren, sondern auch bei Gasmotoren mit anderen Brenngasen denkbar. Allerdings sind noch weitere Arbeiten erforderlich, um den Quantifizierungsfehler deutlich abzusenken. Zukünftiges Verbesserungspotential für diese Meßtechnik besteht in verschiedenen Punkten. Dazu gehört die Optimierung und Anpassung der Mischstrecke zur Erzeugung des Gas-Luft-Gemisches mit definiertem Kraftstoff-Luft-Verhältnis an die jeweiligen Meßaufgaben, um den relativen Fehler des Lambda-Wertes noch weiter zu reduzieren. Eine Verringerung der Tracerkonzentration erscheint problemlos möglich. Um das Problem der Hintergrundfluoreszenz zu lösen, sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, die noch genauer zu untersuchen sind.
Planar laser-induced fluorescence (PLIF) has been successfully used for the investigation of the mixture formation process in hydrogen engines for passenger cars. Detailed information has been obtained about process development (qualitative measurement) and on fuel/air-ratio (quantitative measurement) inside the combustion chamber. These results can be used for further optimization of mixture formation and combustion process concerning emissions and fuel consumption. The measurement technique used is not only limited to hydrogen or to passenger car engines, but can also be applied to other fuel gases like natural gas or to other engine sizes like bus engines. The main topic of this paper is the experimental verification of the procedure which was executed by simultaneous PLIF and Raman scattering measurements. By Raman scattering the fuel/air-ratio can directly be determined from direct concentration measurements of the different gas species. The fuel/air-ratios determined by PLIF and Raman measurements are in good agreement indicating that a quantitative fuel/air-ratio measurement during the mixture formation process of gas and hydrogen engines is possible by PLIF. This fact is also confirmed by other measurements, e.g., global fuel/air-ratio calculated from measured intake air and fuel gas flow.