Abgastemps unter Exx

121 AntwortenNeuester Beitrag am 2. März 2009 um 22:31

Themenstarter

am 26. Dezember 2008 um 13:41

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

Spurverbreiterung5570

am 13. Januar 2009 um 1:01

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. 😉

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