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schnudl
Moderator
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 schnudl Verfasst am: 03. Jan 2018 10:22 Titel: Warum hat Otto-Motor ein Leistungsmaximum? |
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Viertakt Verbrennungsmotoren haben ja bekanntermaßen ein Leistungs-
(bzw. auch Momentmaximum) bei einer bestimmten Drehzahl. Bei höheren Drehzahlen bricht die Leistung ein. Was ist der technisch/physikalische Grund dafür?
Eine ganz naive Betrachtung würde ja davon ausgehen, dass alle vier Takte eine bestimmte Treibstoffmenge angesaugt wird und somit die Leistung mit der Drehzahl zunimmt. Mir ist völlig klar dass dies nicht der Fall ist, aber was passiert genau im Motor, das zu einem Abfall der mechanischen Leistung führt? Ich habe das selbst in ausführlichen Motoren Uni-Skripten nichts darüber gefunden.
Kann man überhaupt sagen, dass alle vier Takte immer die selbe Menge Treibstoff verbrannt wird und somit der mechanische Wirkungsgrad zugunsten der Erwärmung sinkt? Oder wird die Verbrennung unvollständig? Oder lässt aus irgendeinem Grund auch die effektive Füllmenge an Benzin-Luft Gemisch nach?
Rein laienhaft betrachtet muss sich ja die Fläche im pV Diagramm des Verbrennungstaktes ändern, was Anlass zu einem geringeren Mitteldruck bei höheren Drehzahlen gibt. Aber das ist ja keine Erklärung sondern nur eine Beschreibung.
Vielleicht ist hier ja ein Maschinenbauer oder KFZ-Techniker, der diese Frage fachmännisch beantworten kann...
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
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| Brillant Verfasst am: 03. Jan 2018 13:13 Titel: |
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Als technisch interessierter Laie und ehemaliger Schrauber an Saugmotoren scheint mir ein Grund logisch: Die Zu- und Abführung der Gase kann in den vorhandenen Rohren und Hindernissen (Ventile) nicht beliebig gesteigert werden. Bei hohen Drehzahlen kommt es zur Unterversorgung der Zylinder.
Dem wird begegnet durch Erhöhung des Frischluft-Luftdrucks durch Vorverdichtung (Turbo).
Dazu kommt noch die nahezu konstante Verbrennungsgeschwindigkeit des Gemisches, ausgehend von einem Punkt. Zündkerze oder Einspritzdüse.
Wenn das Gas schon ausgestoßen wird, bevor es vollständig verbrannt ist, wird es nur teilweise genutzt. Der eine oder andere kennt noch den Auspuff-Knall, wenn das unverbrannte Gemisch im Auspuff zündet, sofern Sauerstoff dazu kommt beim Gas wegnehmen.
Gas wegnehmen bedeutet nämlich Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr, aber weiterhin Frischluft-Zufuhr, da die Zylinder ja weiter arbeiten und gefüllt werden wollen.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 03. Jan 2018 14:02 Titel: |
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Klingt irgendwie plausibel. Heißt das, dass sich während des Ansaugvorgangs der Zylinder nicht mehr vollständig mit Luftgemisch füllt und ein Unterdruck verbleibt?
Und wenn die Verbrennung unvollständig ist, wird tatsächlich unverbranter Treibstoff ausgepufft? Oder regelt das heutzutage die Lambda Sonde?
Bei Vergasermotoren: ist das Verhältnis Luft/Kraftstoff immer in etwa gleich oder ist dies auch drehzahlabhängig?
Und nochwas: hängt die Motorleistung alleine von der Stellung der Drosselklappe und der Drehzahl ab, oder gibt es hier noch andere Faktoren? Angenommen ich habe beim Motorrad gleiche Gasstellung: Wenn nun sich die Steigung der Straße bei sagen wir 6000U/min abrupt ändert, verlangsamt sich ja die Maschine. Bleibt die Motorleistung im ersten Moment noch gleich? Ich kenne nur die Kennlinie wo Maximalmoment gegen Drehzahl aufgetragen ist - aber wie ist das bei halb geöffneter Drossel?
Viele Fragen, aber danke einmal !
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
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| Brillant Verfasst am: 03. Jan 2018 14:34 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Klingt irgendwie plausibel. Heißt das, dass sich während des Ansaugvorgangs der Zylinder nicht mehr vollständig mit Luftgemisch füllt und ein Unterdruck verbleibt? |
Wenn man "saugt" bedeutet das immer einen Unterdruck gegenüber dem Druck ausserhalb des Saugers.
| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Und wenn die Verbrennung unvollständig ist, wird tatsächlich unverbranter Treibstoff ausgepufft? Oder regelt das heutzutage die Lambda Sonde? |
Hatte ich früher nicht, aber es kann ein noch zündfähiges Gemisch aus dem Motor kommen und im Abgastrakt zünden.
| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Bei Vergasermotoren: ist das Verhältnis Luft/Kraftstoff immer in etwa gleich oder ist dies auch drehzahlabhängig? |
Wenn du einen Berg rauffährst, musst du das Gaspedal stärker durchtreten als bei horizontaler oder gar Talfahrt. Pro Zylinderfüllung bedeutet das "fetteres Gemisch" oder erhöhten Kraftstoffanteil. Ebenso beim Kaltstart.
Und dass über alle Drehzahlbereiche ein lineares Verhältnis von Luft zu Kraftstoff herrscht, glaube ich nicht. Habe ich aber nicht nachmessen können. Ein Hinweis wäre der unterschiedliche Benzinverbrauch pro 100 km, wenn du in verschiedenen Geschwindigkeiten, aber im selben Gang fährst. Die Anzahl der Hübe ist exakt die gleiche.
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
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| Brillant Verfasst am: 03. Jan 2018 18:39 Titel: |
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Hier könnt ihr der Verbrennung zuschauen:
https://youtu.be/xflY5uS-nnw
Die Zündzeitpunkt muss im "echten" Motor der Drehzahl angepasst werden:
| Zitat: | Da die Flammausbreitungsgeschwindigkeit von der Drehzahl unabhängig ist, wird der Zündzeitpunkt mit steigender Drehzahl nach Früh verlegt, d. h. weiter vor den OT. Es tritt nach wie vor ein Zündverzug vom Zündzeitpunkt bis zur Entflammung des Gemisches von etwa einer Millisekunde auf.
Wikipedia |
Die "Unterdruckdose für Zündverteiler" auf dem Bild unten mittig ist per Schlauch mit dem Ansaugschacht des Vergaseres verbunden. Je schneller der Motor läuft, desto stärker saugt er Luft, desto stärker der Unterdruck. Über den Schlauch wird eine Membran bewegt, die wiederum den ganzen Zündverteiler etwas verdreht.
| Beschreibung: |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
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| Mathefix Verfasst am: 03. Jan 2018 19:01 Titel: |
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Die Zündung und der damit verbundene Druckaufbau im Zylinder hängt vom Luftverhältnis ab. Beim Ottomotor wird die maximale Zündgeschwindigkeit bei einem Luftverhältnis von Lambda = 0,8 erreicht.
Die zugeführte Luftmenge hängt von der Drehzahl des Motors ab. Unter- und oberhalb des optimalen Luftverhältnisses sinkt die Leistung.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 03. Jan 2018 19:13 Titel: |
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danke
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