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Wie viel Luft verbraucht (m)ein Motor?
Liebe Freunde,
Ich habe mir letzthin mal überlegt, wie viel Luft eigentlich ein Motor so verbraucht/verbrennt.
Dabei bin ich auf zwei Ansätze gestossen, die aber sehr unterschiedliche Werte ergeben.
Könnt ihr mir hier mal weiterhelfen und den Knopf in meinem Kopf lösen?
Also ganz konkrete Werte:
Motor: 4-Takt, 4-Zylinder mit 1261ccm
Fahrstrecke: 210km
Benzinverbrauch (laut Zapfsäule): 11.35 Liter
Mittlere Drehzahl: 2500U/min
Fahrzeit: 4 Stunden.
Nun habe ich einmal mit dem Verbrennungsluftverhältnis gerechnet:
1kg Benzin braucht bei Lambda=1 stöchiometrisch gerechnet 14.7kg Luft zur Verbrennung.
Benzin hat eine Dichte von 0.75kg/l, also sind die Verbrannten 11.35 Liter = 8.5125kg
Diese 8.5125kg haben also 125.13375 kg Luft benötigt, um verbrannt zu werden.
Luft hat eine Dichte von 1.224 kg/m3 bei 20°C (was es auch etwa war).
Die 125.13375kg Luft würden also 102.233m3 oder 102'233 Litern entsprechend.
Wenn ich aber mit dem Hubraum und der Drehzahl rechne:
4 Stunden = 240 Minuten * 2500 U/min = 600'000 U der Kurbelwelle.
Weil 4 Takt: Geteilt durch 2. Also 300'000 mal den Motor komplett geflutet.
300'000 x 1261ccm = 378'300 Liter.
Wäre es eine Abweichung von von mir aus 25% oder so würde ich sagen okay, was solls.
Aber hier geht es um den Faktor 3!
Das Benzin läuft ja nicht unverbrannt hinten aus dem Auspuff, also muss es vollständig verbrannt worden sein und die Menge Sauerstoff und somit die Menge Luft, die dazu nötig ist, kann man berechnen (eben 14.7kg Luft/kg Benzin). Und andererseits hat der Motor auch so oft gedreht, wie er halt gedreht hat und wurde auch so oft geflutet. Auch das lässt sich nicht wegdiskutieren.
Ich wäre froh, wenn mir jemand erklären könnte, warum es zu so einem grossen Unterschied in den beiden Rechnungen kommt, resp. wie es denn richtig wäre.
Vielen Dank und Gruss
Christoph
Beste Antwort im Thema
Quatsch, ist doch ganz einfach: Deine Überlegung mit dem Hubraum basiert auf der Annahme, dass die Zylinder jeweils komplett mit Luft bei Umgebungsdruck (also ohne Aufladung) gefüllt werden. Das würde aber bedeuten, dass der Motor permanent auf Volllast laufen würde (Drosselklappe komplett geöffnet). Das wird bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 52,5 km/h sicherlich nicht der Fall sein.
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61 Antworten
Zitat:
@berndwegman schrieb am 22. April 2020 um 18:10:24 Uhr:
Zitat:
@rchr
Wenn ich aber mit dem Hubraum und der Drehzahl rechne:
4 Stunden = 240 Minuten * 2500 U/min = 600'000 U der Kurbelwelle.
Weil 4 Takt: Geteilt durch 2. Also 300'000 mal den Motor komplett geflutet.
300'000 x 1261ccm = 378'300 Liter.
Warum durch zwei? Der Ansaugungstakt dauert nur eine halbe Umdrehung und deshalb muss hier durch vier geteilt werden und nicht durch zwei. Erste großer Rechenfehler.
Zweiter Fehler der Liefergrad, der im Teillastbereich bei 0,5 - 0,7 liegt und schon passt die Rechnung.
Da der Viertaktmotor zwei volle Umdrehungen der Kurbelwelle für seinen Zyklus braucht, ist durch zwei Teilen in der Theorie schon richtig. Geht natürlich nur unter Berücksichtigung des realen Liefergrades über den betrachteten Zeitraum (wie von Dir erwähnt).
Zitat:
@berndwegman schrieb am 22. April 2020 um 18:10:24 Uhr:
Warum durch zwei? Der Ansaugungstakt dauert nur eine halbe Umdrehung und deshalb muss hier durch vier geteilt werden und nicht durch zwei. Erste großer Rechenfehler.
Die Rede ist von Umdrehungen pro Minute, und der Viertakter macht alle zwei Umdrehungen einen Ansaugtakt. Drum logischerweise geteilt durch 2.
Wie kommst du auf 4? Man soll ja nicht die Anzahl der Gesamthübe ausrechnen, sondern nur die Zahl der Saughübe - und das sind jede zweite Umdrehung einer- ergo U/min geteilt durch 2
Da faits vom Boa weg, dad der Bayer sagen....