Abgastemps unter Exx
Wie einige hier wissen, hab ich schon länger ne Abgastempmessung und ne Lamdamessung (Sprunglamda) verbaut. Nun haben die niedrigen Spritpreise dazu geführt das ich eher lächerliche E40 im Tank hatte. Diese Mischung wird gerne als harmlos bezeichnet und als Einstiegsdroge empfohlen. Ich sehs jetzt anders!!!! Mal son paar Daten von meinen Messgeräten:
E85: Unter Volllast liegt die Abgastemp bei gerade noch gutem Lamda bei 800°C
Super: Unter Volllast liegt die Abgastemp bei fast fettem Lamda bei 850°C
E40: Unter Volllast liegt die Abgastemp bei gerade noch gutem Lamda bei 850°C+ X!!!!!!! Bin vom Gas weil ich meinen Motor noch brauch! Soll heissen die Anzeige ist noch gestiegen!
Ich denke das es an dem hohen, eher mager verbrennenden Benzinanteil, liegt. Wie seht ihr das? Könnte es was mit den niedrigen Lufttemps zutun haben? Die E85 und Super Werte stammen vom Sommer.
Ich werde keine Niedrigmischungen mehr empfehlen! D.h. nur mit der Einschränkung "kein Vollgas"!
Beste Antwort im Thema
So, jetzt noch was zum Thema Abgastemperatur. Wir reden hier ja über Wärmekraftmaschinen. Das Prinzip ist folgendes: Man nehme ein Arbeitsmedium (Gas), schließe es ein und mache es heiß. Es wird sich ein Druck aufbauen, und wenn man nun zuläßt, daß sich das Volumen ausdehnt, kann man den Gasdruck nutzen, um damit mechanische Arbeit verrichten zu lassen. Das Gas kühlt beim ausdehnen natürlich ab. Die Wärmeenergie, die wir in das Gas gesteckt haben wird also teilweise in Arbeit umgewandelt.
In unserem Motor geschieht die in etwas modifiziertet Form:
- Das Gas ist zu beginn schon komprimiert (2. Takt: Verdichten).
- Die Wärme wird nicht von außen zugeführt sondern direkt im Arbeitsraum (Zylinder) erzeugt.
Der Rest ist der gleiche:
Das Gasgemisch brennt und wird heiß.
Es baut sich Druck auf.
Das Gas dehnt sich aus und drückt auf den Kolben.
Dabei wird Arbeit verrichtet und das Gas kühlt ab.
In der Realität kommen noch ein paar weitere Einflüsse hinzu:
- Wärme geht direkt und unproduktiv über Zylinderwand, Kolben und andere Flächen verloren. (reduziert die nutzbare Wärme im Arbeitsgas)
- Die Verbrennung erfolgt nicht plötzlich sondern dauert eine gewisse Zeit und erfolgt ggf. nicht zum optimalen Zeitpunkt. (Gegenmaßnahme z.B. Vorzündung)
- Die Verbrennung erfolgt unvollständig, ein Teil der Energie wird gar nicht erst freigesetzt.
So, fakt ist, daß auch im Normalbetrieb immer Wärme im Abgas verbleibt, weswegen das Arbeitsgas deutlich heißer den Motor verläßt als hinströmt. Die Frage ist nun, was beeinflußt hinsichtlich des Gemisches die Abgastemperatur?
Maßgeblich sind
1. die Wärme, die insgesamt freigesetzt wird, die also beim Verbrennen freiwerdende Energie,
2. vieviel davon an die Umgebung verloren wird und
3. wieviel in Arbeit umgewandelt wird.
Die Rechnung Lautet also:
Abgaswärme = Verbrennungswärme - Verlustwärme - mechan. Arbeit
Die Verbrennungswärme bestimme ich durch das Gemisch, hauptsächlich durch den Br3ennstoff und seinen Energiegehalt und die Gemischmenge.
Die Verlustwärme wird maßgeblich durch die Dauer, die das heiße Gemisch Zeit hat abzukühlen, bestimmt.
Die mechanische Arbeit wird durch den Verbrennungs- bzw. Druckverlauf bestimmt, vorwiegend, wo das Druckmaximum liegt. (Am Besten kurz nach OT)
Stellen wir uns nun die Frage, was geschieht, wenn ich den Motor nun mit der gleichen Gemischmenge füttere, jedoch nun fett oder mager.
Mager bedeutet weniger Brennstoff, aber bedeutet dies auch weniger Anfangswärme?
Bei deutlich mager: ja, bei etwas mager: nein oder kaum. Bei Lambda 1 geht ein Teil des Brennstoffs ungenutzt als CO verloren, dieses kann bei Lambda etwas über 1 noch zu CO2 verbrennen und so für ca. die gleiche Energie wie bei Lambda 1 sorgen. Bei Lambda deutlich über 1 wird dann aber die Anfangswärme auch deutlich abnehmen.
Entscheidend für die Abgastemperatur ist aber nicht nur die Anfangswärme sondern was davon übrig bleibt. Und hier macht sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme bemerkbar. Bei Lambda 0,9 ist sie am höchsten, bei 1 schon knappe 10 %, bei 1,1 über 20 % und 1,2 ca 30 % langsamer. Die Verbrennung verschiebt sich zeitlich nach hinten. Zum einen ist der Druckverlauf nun ggf. schlechter, es wird weniger in Arbeit verwandelt und zum anderen bleibt weniger Zeit, Wärme nach außen abzugeben. Somit verbleibt u.U. mehr Wärme im Abgas, welches dann natürlich eine höhere Temperatur hat.
Kritisch wird die dann bei hohen Drehzahlen in Verbindung mit hoher Last: Hier wird generell viel Energie frei (viel Gemisch) und es steht sehr wenig Zeit für den ganzen Prozeß zur Verfügung, u.U. so wenig, daß die Verbrennung noch läuft, derweil das gemisch schon ausgestoßen wird. Da wollt ich kein Auslaßventil sein!
Um dem ganzen vorzubeugen, muß man also im kritischen Bereich (hohe Last bei hoher Drehzahl) die Verbrennung beschleunigen, und dies geschieht, indem man anfettet, da wie gesagt bei Lambda knapp unter 0,9 die Flammenausbreitung am schnellsten erfolgt. Dies dürfte der Haupteffekt der Vollastanreicherung sein. Einer der Nebeneffekte ist ggf. auch die Innenkühlung, doch ich bin mir nicht sicher, inwiefern sie nicht das Gegenteil bewirkt: Das gekühlte Gemisch hat eine höhere Dichte, somit gelänge mehr Gemisch in den Brennraum, ergo auch mehr Anfangswärme. Einerlei, da sich die Verbrennungswärme im Megajoulebereich befindt, die Verdampfungswärme jedoch nur im Kilojoulebereich, sollte allein schon aufgrund dieser Relation klar sein, daß dies nicht der Haupteffekt sein kann.
Ein weiterer Effekt ist die andere Zusammensetzung der Reaktionsprodukte. Es steht immer die gleiche Menge Sauerstoff zur Verfügung, aber bei fettem Gemisch immer mehr Brennstoff. Da der Wasserstoff schneller reagiert (immer fast vollständig), bleibt immer mehr Kohlenstoff übrig, der nicht (Ruß) oder nur teilweise (CO) verbrennt. Dies führt zu folgendem: Ein Sauerstoffmolekül, was normalerweise zu CO2 (390 MJ) reagiert hätte reagiert so nur zu CO und H2O (110 MJ +240 MJ = 350 MJ) Die zweite Variante ergibt weniger Energie und wird umso eher entstehen, je fetter das Gemisch, was weniger Anfangswärme entstehen läßt.
So, und nun gute Nacht. 😉
121 Antworten
...stimmt. Ich muß bekennen: die Vergaser, die ich meine haben nicht ein einziges Kabel dran 😁
Gruß SRAM
Das stimmt schon: Vergaser stellt man üblicherweise auf etwas fett ein, um den Motor unter Volllast nicht zu schädigen. Die meisten Vergasertypen können nämlich bei Teil- und Volllast nur nahezu denselben Lambdawert fahren.
Die elektronische Benzineinspritzung ist in Punkto Verbrauch und Sicherheit der Dosiermenge (nicht zu mager - nicht zu fett) den Vergasern einfach überlegen. Und trotzdem sind Vergaser kleine Kunstwerke, wenn man bedenkt, wie genau die Dinger sind.
Und wieviele Düsen und Laststufen die so haben. Für jeden Lastbereich ein eigenes Gemisch. 😉
Ich denk nicht das es die regel ist das Vergaser fetter eingestellt sind.
Der Citroen AX z.B. verbraucht als 1.0 Vergaser 5l auf 100km im Drittelmix. Der 1.0i mit Monopoint und G-Kat liegt bei 5,8l.
Der Vergaser ist Sparsamer weil er nicht Lambda1 erfüllen muß, man kann ihn magerer laufen lassen.
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Zitat:
Original geschrieben von renesis01
Ich denk nicht das es die regel ist das Vergaser fetter eingestellt sind.
Der Citroen AX z.B. verbraucht als 1.0 Vergaser 5l auf 100km im Drittelmix. Der 1.0i mit Monopoint und G-Kat liegt bei 5,8l.
Der Vergaser ist Sparsamer weil er nicht Lambda1 erfüllen muß, man kann ihn magerer laufen lassen.
so kenne ich das auch... da teilllast total unintressant ist da kein Kat, stellt man einfach etwas magerer ein.
volllast natürlich lieber zu fett wie zu mager.
hier unterscheiden sich aber Einspritzer und Vergaser wenig.
denn wer glaubt das Einspritzer wirklich optimiert sind in sachen verbrauch liegt auch bei 95% der Fahrzeuge daneben.
Vor allem da die monopoint die selben nachteile eines Vergasers hat, wie lange ansaugwege des gemisch`s und unzureichende Krafstoffverteilung der einzelnen Zylinder.
Wenn einspritzung, dann Multipoint.
Wenn es nicht verboten wär, wurde in meinem 106 ein Vergaser statt der Monopoint werkeln.
Zitat:
Original geschrieben von renesis01
Vor allem da die monopoint die selben nachteile eines Vergasers hat, wie lange ansaugwege des gemisch`s und unzureichende Krafstoffverteilung der einzelnen Zylinder.
Wenn einspritzung, dann Multipoint.Wenn es nicht verboten wär, wurde in meinem 106 ein Vergaser statt der Monopoint werkeln.
Das ist aber kein Nachteil des Vergasers, sondern der Bauweise. Es gibt ja auch Auto mit einem Vergaser je Zylinder, meist zu Doppelvergasern gruppiert. Sprich 2 Doppelvergaser für 4 Zylinder.
Ich finde es ohnehin seltsam, dass viele europäische Hersteller in den 90ern an alter Technik so festgehalten haben. Während die Japaner mit Techniken wie 4 Ventiler, Multipointeinspritzung, Kennfeldzündung usw.. selbst bei leistungsarmen Modellen aufwarteten, gabs hierzulande alte Technik mit kleinen Anpassungen.
Die Vergaserversionen hatten oftmals ein höheres Verdichtungsverhältnis und andere Nockenwellen. Der Grund des eventuellen Minderverbrauchs der Vergasermotoren liegt also weniger am Vergaser selbst als an der Motorperipherie.
Stimmt, muß man differenzieren. Aber in den meisten Brot und Butter Autos spielen 4fach/2fach Vergaser im grunde keine Rolle. Da waren es meistens einfach Vergaser oder Register Vergaser.
Außerdem bleibt trotzdem noch der lange Ansaugweg vom Vergaser zum Einlassventil.
Die Bosch Monopoint in meinem 106 wurde quasi am Fließband gefertigt und an diverse Hersteller verkauft.
Die Einspritzung findest auch bei Renault, Fiat und VW fast 1:1 wieder.
Kostensenkung halt. Kat, Lambdasonde, Steuergerät waren sehr teuer um es in kleinwagen zu verbauen.
Ein grund warum z.B. die franzosen bis zuletzt (ich glaub 1992) gewartet haben mit dem Einbau der Monopoint. Die Vergaser modelle waren günstiger in der anschaffung und haben weniger verbraucht.
Aber man hat sich halt der EU beugen müßen.
Zitat:
Die Vergaserversionen hatten oftmals ein höheres Verdichtungsverhältnis und andere Nockenwellen. Der Grund des eventuellen Minderverbrauchs der Vergasermotoren liegt also weniger am Vergaser selbst als an der Motorperipherie.
AX 1.0 Vergaser 8,2:1
AX 1.0i 9,4:1
Liegt also eher am Vergaser, anders kann ich mir den Mehrverbrauch des einspritzer nicht erklären.
Zitat:
wie 4 Ventiler
8V haben in der regel mehr Drehmoment im unteren bereich.
Also ich vermiss die mehrventiler nicht, mein motörchen ist schön elastisch im gesamten Drehzahlbereich.
Zitat:
Kennfeldzündung
Mein 92er 106 hat bereits ne ruhende Zündverteilung ohne mechanischen Verteiler.
Zitat:
gabs hierzulande alte Technik mit kleinen Anpassungen.
Ist günstig und erfüllt ihren zweck, zumal ich bei den Multipoint bestückten japanern keinen Verbrauchsvorteil erkennen kann.
Ich kann mich irren aber ich glaube, was da von der Autoindustrie als techn. Innovation verkauft wurde, war in Wirklichkeit bloß die Einsparung der hohen Entwicklungs- und Fertigungskosten der Vergasertechnik. Das bischen Mehrleistung der Einspritzer kriegt man ja auch einfach mit einem Tick mehr Hubraum hin.
Ne moderne Multipoint kann mit den entsprechenden Kennlinien definitiv das Gleiche oder mehr als ein Vergaser. Die Herstellung ist natürlich auch billiger. Für jeden Zylinder einen Vergaser?! Die dann alle korekt einstellen?! Das konnten schon früher höchstens 2% aller KFZ-Meister!!! Die Abgasnormen lassen einen Magerlauf bei Teillast eher nicht zu aber programmierbar ist das wohl. Ich denk das FSI schon so laufen?!
Hat aber garnix mit dem Thema zutun!
@Snoopy: Wann ist der Fühler drin? Fühl mich so einsam!
Zitat:
Original geschrieben von renesis01
8V haben in der regel mehr Drehmoment im unteren bereich.Zitat:
wie 4 Ventiler
Also ich vermiss die mehrventiler nicht, mein motörchen ist schön elastisch im gesamten Drehzahlbereich.
Vergiss es!...
Das erste ist der 8V von Opel, der 2. der 16V...
Bis zur Drehmomentspitze des 8V sind beide Motoren ähnlich stark. Dann zieht der 16V mit seinem Drehmoment weiter. Das kommt den meisten auch nur so vor, weil einfach mal bei Drehzahl nicht mehr soviel kommt.
Mein kleiner 1,8ter 16V hat bei 2.500U/min schon 140NM... Also da ist def. genug Kraft vorhanden. Wenn du mal überlegst, was du maximal hast, wirst du sehn dass man mit einem 16V durchaus schön gemütlich niedrigtourig fahren kann...
Zitat:
Original geschrieben von mozartschwarz
Ne moderne Multipoint kann mit den entsprechenden Kennlinien definitiv das Gleiche oder mehr als ein Vergaser. Die Herstellung ist natürlich auch billiger. Für jeden Zylinder einen Vergaser?! Die dann alle korekt einstellen?! Das konnten schon früher höchstens 2% aller KFZ-Meister!!! Die Abgasnormen lassen einen Magerlauf bei Teillast eher nicht zu aber programmierbar ist das wohl. Ich denk das FSI schon so laufen?!Hat aber garnix mit dem Thema zutun!
@Snoopy: Wann ist der Fühler drin? Fühl mich so einsam!
ich werde es probieren wenn die Auspuffanlage auch drankommt.. denke so mitte-ende Februar
also ich bin von modernen Einspritzsystemen angetan, deutlich feiner abzustimmen wie Vergaser... allerdings verzichten viele hersteller fast komplett auf "abstimmung"
So, hab mal ein thermodynamisches Modell für einen Ottomotor (ohne Turbo, der kommt wie auch das Dieselmodell noch) gebastelt.
Bei einer geometrischen Verdichtung von 1:10 (das ist eher hoch, bei normalen Motoren eher 1:8) werden ohne große Überschneidung bei den Steuerzeiten unter Vollast und Lambda gleich eins bei sehr schneller Verbrennung am oberen Totpunkt adiabate Spitzentemperaturen von 2470°C bei Benzin und 2430°C bei Ethanol erreicht, die deutlich interessanteren Temperaturen beim Auslaß der Gase liegen bei 1450°C zu 1417°C.
Ethanol ist also vernachlässigbar kühler.
Viel interessanter ist der Einfluß einer verzögerten Verbrennung (wie sie beispielsweise bei zu magerem Gemisch auftritt): zwar ist sowohl mageres wie auch zu fettes Gemisch bei gleicher Verbrennungsgeschwindigkeit immer kühler wie lambda gleich eins, aber mageres Gemisch verbrennt deutlich langsamer wie stöchiometrisches, während die Verbrennungsgeschwindigkeit bis zu lambda gleich 0.8 auf der fetten Seite zunimmt.
Bei magerem Gemisch und einer 15 KW° verzögerten Verbrennung steigt die Auslaßtemperatur der Gase beispielweise auf bis zu 1700°C !
Der dominierende Einfluß ist also die Verbrennungsgeschwindigkeit. Insbesondre bei hohen Drehzahlen und hoher Last ist das natürlich doppelt gefährlich, da sich hier die Verzögerung stärker auswirkt, weil deutlich weniger Zeit für einen Takt zur Verfügung steht.
Turbo, Diesel und andere Krafstoffe schiebe ich bei Gelegenheit nach. Im Augenblick wärs günstig, wenn mir jemand die Steuerzeiten seines Benziners geben könnte, die meines Alfa mit 67° Ventilüberschneidung sind für die Überprüfung eines Normalfahrzeuges zu extrem.
Gruß SRAM