Die Arbeitsgruppe „Verbrennungsmotoren“ geleitet von Herrn Prof. Sebastian Kaiser, erweitert das grundlegende Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse in Verbrennungsmotoren: Optische Messmethoden dienen dazu, diese komplexen Vorgänge im Zylinder und im Brennraum direkt im Detail zu untersuchen. Das so gewonnene Verständnis wird in der Industrie genutzt, um effizientere und schadstoffärmere Motoren zu entwickeln.

Trotz ihrer langen Geschichte sind Verbrennungsmotoren weder vollständig optimiert noch im Entwurf komplett zu berechnen, denn hier kommen komplexe Geometrie, Hochtemperaturchemie und turbulente Strömung zusammen. Selbst modernste Simulationen, wie sie in der Entwicklung von Motoren verwendet werden, enthalten zwei Dutzend halbempirische Konstanten. Sie verlieren deshalb schnell ihre Zuverlässigkeit, wenn sie außerhalb des engen Bereiches angewendet werden, für den diese Parameter eingestellt sind. Ein im wörtlichen Sinn tiefer Einblick in den Motor ist also nötig – den liefern Laser und Kamera. Laserbasierte Messverfahren, teils in der Arbeitsgruppe „Lasermesstechnik“ vorentwickelt, werden hier am industriell relevanten Objekt eingesetzt: Die Motoren sind entweder speziell für diese Aufgabe mit Fenstern konstruiert oder werden minimalinvasiv mit eigens dafür entwickelten Endoskopen untersucht. Spezialkameras messen so flächig und quantitativ Parameter wie die Lufteinströmung in den Zylinder, die momentane Verteilung des Kraftstoffes während der Gemischbildung, die Temperatur vor der Zündung oder die Ausbreitung der Flamme. Solch detaillierte Messdaten bilden auch die Basis für die Verifikation orts- und zeitauflösender Rechenverfahren, wie sie in der Arbeitsgruppe Fluiddynamik entwickelt werden.

Neben den Grundlagen von Verbrennungsmotoren und anderen Kolbenmaschinen werden den Studierenden die Technologie und Umsetzung optischer Messtechniken in Strömungen vermittelt. Besonders attraktiv sind Abschlussarbeiten an der Schnittstelle des klassischen Maschinenbaus zu Optik sowie Kamera- und Lasertechnik.