@article{HoenickaKasparSchmidetal., author = {Hoenicka, Markus and Kaspar, Marcel and Schmid, Christof and Liebold, Andreas and Schrammel, Siegfried}, title = {Contact-free monitoring of vessel graft stiffness - proof of concept as a tool for vascular tissue engineering}, series = {Journal of tissue engineering and regenerative medicine}, volume = {11}, journal = {Journal of tissue engineering and regenerative medicine}, number = {10}, publisher = {Wiley}, doi = {10.1002/term.2186}, pages = {2828 -- 2835}, abstract = {Tissue-engineered vessel grafts have to mimic the biomechanical properties of native blood vessels. Manufacturing processes often condition grafts to adapt them to the target flow conditions. Graft stiffness is influenced by material properties and dimensions and determines graft compliance. This proof-of-concept study evaluated a contact-free method to monitor biomechanical properties without compromising sterility. Forced vibration response analysis was performed on human umbilical vein (HUV) segments mounted in a buffer-filled tubing system. A linear motor and a dynamic signal analyser were used to excite the fluid by white noise (0-200 Hz). Vein responses were read out by laser triangulation and analysed by fast Fourier transformation. Modal analysis was performed by monitoring multiple positions of the vessel surface. As an inverse model of graft stiffening during conditioning, HUV were digested proteolytically, and the course of natural frequencies (NFs) was monitored over 120 min. Human umbilical vein showed up to five modes with NFs in the range of 5-100 Hz. The first natural frequencies of HUV did not alter over time while incubated in buffer (p = 0.555), whereas both collagenase (-35\%, p = 0.0061) and elastase (-45\%, p < 0.001) treatments caused significant decreases of NF within 120 min. Decellularized HUV showed similar results, indicating that changes of the extracellular matrix were responsible for the observed shift in NF. Performing vibration response analysis on vessel grafts is feasible without compromising sterility or integrity of the samples. This technique allows direct measurement of stiffness as an important biomechanical property, obviating the need to monitor surrogate parameters. Copyright (C) 2016 John Wiley \& Sons, Ltd.}, language = {en} } @article{KasparRablMayer, author = {Kaspar, Marcel and Rabl, Hans-Peter and Mayer, Wolfgang}, title = {Ion-Molecule Reaction for the Selective Detection of Hydrocarbons in Diesel Exhaust Gas}, series = {Chemie Ingenieur Technik}, volume = {90}, journal = {Chemie Ingenieur Technik}, number = {6}, publisher = {WILEY-VCH}, doi = {10.1002/cite.201700075}, pages = {826 -- 834}, abstract = {The hydrocarbons present in the diesel exhaust gas are analyzed. A mass spectrometer is used for the measurements, and it operates on the basis of an ion-molecule reaction. This method is especially suitable because it is selective, is as free of fragments as possible, and is highly sensitive to the species that need to be measured. The study shows that numerous hydrocarbons in diesel exhaust gas can be identified. In particular, three molecules, ethyne, ethene and propene, were analyzed online in-depth on an engine test bench under different engine operating conditions.}, language = {en} } @inproceedings{KasparRabl, author = {Kaspar, Marcel and Rabl, Hans-Peter}, title = {Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszust{\"a}nden}, series = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, booktitle = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, publisher = {F{\"o}rderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien f{\"u}r Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V.}, pages = {45 -- 59}, abstract = {Die f{\"u}r Dieselfahrzeuge gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte bez{\"u}glich der Schadstoffkomponenten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid k{\"o}nnen nur durch den Einsatz eines Diesel-Oxidationskatalysators erf{\"u}llt werden. Um erh{\"o}hte Emissionen infolge eines gesch{\"a}digten Katalysators zu vermeiden, gilt es, dieses abgasrelevante Bauteil auch w{\"a}hrend des Betriebes zu {\"u}berwachen. Die zuk{\"u}nftigen gesetzlichen Anforderungen an die {\"U}berwachung erfordern ein Verfahren das eine zuverl{\"a}ssige und hochgenaue Diagnose zul{\"a}sst. Deshalb entwickelt eine Forschungsgemeinschaft aus Industrieunternehmen und Hochschulen einen neuartigen Kohlenwasserstoffsensor zur hochgenauen Analyse von unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgasstrang. Hierf{\"u}r ist die Kohlenwasserstoffzusammensetzung des Dieselabgases bei verschiedenen Motorbetriebszust{\"a}nden zu ermitteln. Zur differenzierten Untersuchung der Kohlenwasserstoffkomponenten wurde in der Arbeit ein Massenspektrometer eingesetzt, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Anhand eines Abgasscreenings konnte eine Reihe von Kohlenwasserstoffen (Alkane, Alkene, Alkine, Alkadiene und aromatische Kohlenwasserstoffe) identifiziert werden, die typisch f{\"u}r das Dieselabgas stehen. Die Molek{\"u}le Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die H{\"a}lfte der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration ergeben. Ein weiterer Punkt der Untersuchungen war die Diesel-Partikelfilter-Regeneration. Wie erwartet, lassen sich Kohlenwasserstoffmolek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen feststellen, die auf unverbrannten Dieselkraftstoff zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. Anhand der Ergebnisse zeigte sich.dass sich das mit chemischer Ionisation arbeitende Massenspektrometer hervorragend f{\"u}r ein Abgasscreening eignet. Zahlreiche Kohlenwasserstoffe konnten identifiziert werden, die repr{\"a}sentativ f{\"u}r das Dieselabgas stehen. Es sollten Molek{\"u}le bei verschiedenen Motorbetriebsbedingungen untersucht werden, die einen m{\"o}glichst großen Anteil an der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration besitzen. Die Auswahl fiel aufgrund der gemessenen Massenspektren, vor und nach dem Diesel-Oxidationskatalysator, auf die Komponenten Ethin, Ethen und Propen. Zudem kann bei diesen Molek{\"u}len eine Masseninterferenz mit anderen Abgaskomponenten ausgeschlossen werden. Im unteren Teillastbereich und kaltem Motor machen diese Kohlenwasserstoffe bis zu 50\%, gemittelt {\"u}ber alle Messstellen vor, im und nach dem Diesel-Oxidationskatalysator, der Gesamtkohlenwasserstoffkonzentration aus. Bei betriebswarmem Motor reduziert sich ihr Anteil auf ein Drittel Die h{\"o}chste Konzentration unter den drei Komponenten besitzt dabei Propen. Mit steigendem Drehmoment nimmt der Anteil dieser drei Komponenten fortlaufend ab,was daf{\"u}r spricht, dass Molek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen einen h{\"o}heren Anteil einnehmen. Die Kohlenwasserstoff-Emissionen bewegen sich bei diesen Motorbetriebspunkten mit betriebswarmem Katalysator jedoch bereits bei sehr niedrigen Werten. W{\"a}hrend der untersuchten Diesel-Partikelfilter-Regeneration mit sp{\"a}ten Nacheinspritzungen zur Abgastemperaturerh{\"o}hung lassen sich Molek{\"u}le mit h{\"o}heren Massen nachweisen. Diese sind typisch f{\"u}r die Reinkomponente Dieselkraftstoff. Der Anteil von Ethin, Ethen und Propen an der THC-Konzentration betr{\"a}gt dann ca. 40\%.}, language = {de} } @inproceedings{KasparKleinerRabl, author = {Kaspar, Marcel and Kleiner, Florian and Rabl, Hans-Peter}, title = {Online-Analyse und Optimierung der Schmier{\"o}lverd{\"u}nnung bei direkteinspritzenden Ottomotoren}, series = {7. VDI-Fachtagung mit Fachausstellung Zylinderlaufbahn, Kolben, Pleuel : Baden-Baden, 03. und 04. Juni 2014}, booktitle = {7. VDI-Fachtagung mit Fachausstellung Zylinderlaufbahn, Kolben, Pleuel : Baden-Baden, 03. und 04. Juni 2014}, publisher = {VDI-Verlag}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-18-092230-0}, pages = {65 -- 77}, abstract = {Bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung besteht beim Kaltstart, den Warmlaufphasen und auch durch den Einfluss anderer Parameter wie z. B. des Einspritzzeitpunkts oder des Einspritzdrucks die Problematik, dass Kraftstoff an die Zylinderlaufbahn aufgetragen wird und sich mit dem Motor{\"o}l vermischen kann. Eine Verst{\"a}rkung dieses Kraftstoffauftrags ist unter anderem der Verschiebung der Motorbetriebspunkte zu h{\"o}heren Mitteldr{\"u}cken und damit einem Wirkungsgrad optimaleren Betrieb geschuldet. Eine Ver{\"a}nderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Motor{\"o}ls durch die Verd{\"u}nnung mit Kraftstoff ist die Folge. Durch die Verringerung der Viskosit{\"a}t des Motor{\"o}ls kann es zu einer verminderten Schmierwirkung des {\"O}ls kommen, die im schlimmsten Fall zur Sch{\"a}digung des Motors f{\"u}hrt. Existierende Offline-Analysemethoden die zeitintensive Laboranalysen nach sich ziehen, als auch Online-Messverfahren die nicht den technischen Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und einer kurzen Messdauer entsprechen, stellen aktuell die einzigen Messmethoden zur Bestimmung der Schmier{\"o}lverd{\"u}nnung dar. Durch neue Entwicklungstrends bei Ottomotoren ist es jedoch unbedingt notwendig, die Mechanismen des Kraftstoffein- und -austrags in das und aus dem Motor{\"o}l genauer zu untersuchen. Mit der an der OTH Regensburg neu entwickelten Messtechnik wurde eine Vorgehensweise erarbeitet, mit der die zeitlichen Verl{\"a}ufe des Kraftstoffein- und -austragsverhaltens bei Ottomotoren quantitativ in kurzer Zeit bestimmt und optimiert werden k{\"o}nnen. Especially at cold start and the warm-up operation GDI engines have an issue with oil dilution. Parameters such as injection timing and injection pressure impact the entry of fuel in the engine oil as well. With the adjustment of engine operating points to higher mean effective pressures resulting in downsizing concepts also an additional increase of fuel entry occurs. Fuel gets into the oil pan and is mixed with the engine oil so that the physical and chemical properties of the engine oil are changed. With the reduction of engine oil viscosity due to fuel entry a reduced lubricating effect can be caused. In the worst case damage to the engine occurs, To determine oil dilution online and offline measurement methods exist. A rather long analysis time in the laboratory is a disadvantage of the offline methods. Online methods are not correlating with technical requirements in terms of accuracy and a short measurement time. New trends in the development of gasoline engines require investigations of fuel in oil sorption and desorption processes. A new measurement technique which is developed at the OTH Regensburg enables to determine quantitative fuel in oil sorption and desorption processes. With this technique a procedure was generated to measure the oil dilution at gasoline engines and optimize them in a short time.}, language = {de} }