Diesel mager oder fett
Hallo brauche einfachste Erklärungen :-).
Ich möchte wissen woraus die Einspritzmenge beim Diesel bestimmt wird (Sensoren usw.) Ich hab schon ca. eine Woche im Internet gesucht und komm nicht auf die Antwort die ich will oder brauchbar ist.
Lese immer das ein Diesel mager lauft weil er Luftüberschuss hat. Das mag ja stimmen aber da kommt man zum Punkt. Es gibt soviele Sensoren am Motor warum muss (sollte) ein Diesel mager laufen? Bei einen Benzin Motor ist ein magerlauf auf dauer schlecht für den Motor da das Abgas zu heiss ist. Heisst das einen Diesel macht ein magerlauf nichts aus? denk nicht. Und wenn ein Diesel zu mager läuft würde er auch nicht Rußen oder? Ich versteh nicht auch wenn ein alter Diesel keine Lambdasonde hat muss er ja nicht mager laufen. Die Sensoren ermitteln die Werte Drehzahl, Luftmasse usw. und das Steuergerät passt die Einspritzmenge an die Luftzufuhr an und so hätte man keinen mageren lauf (auch im Teillastbereich) oder?
Bitte nichts kopieren da ich dies sicher schon gelesen hab wenns im Internet steht :-D.
Lg xorgx
Beste Antwort im Thema
Moin
Benziner sind Quantitätsgeregelt, Diesel Qualitätsgeregelt.
Benzin zündet nur in bestimmten Grenzen. Stöchiometrisches Gemisch ist hier das Stichwort. Dies ist bei Benzin 1:14,7 bei Diesel 1:14,5.
Bei dieser Mischung (Luft zu Sprit) hat quasie jedes Kohlenstoff einen Sauerstoff um Spaß zu haben. Benzin ist aber recht eigen, gibt es zu viel Kohlenstoff (Benzin) oder zu viel Sauerstoff, dann will keiner mehr, der Motor zündet nicht. Darum hat ein Benziner eine Drosselklappe und wird auch über diese geregelt. Die Einspritzmenge ist bei einem Benziner, entgegen vieler Meinungen also gar nicht direkt beeinflussbar, sondern nur die Luftmenge mit der dazugehörigen Menge an Sprit.
Früher, beim Vergaser, stellte man den Motor fast immer in Richtung Fett ein, da zu mageres Gemisch, zu viel Sauerstoff, zu hohe Temperaturen von über 1000 Grad erzeugen kann. Hier kommen dann die Kolben an ihre Haltbarkeitsgrenzen, vor allem moderne Alukolben.
Das doofe ist beim Motor, das kalte Luft mehr Sauerstoff hat als warme. Ein im Sommer eingestellter Vergaser, der nicht zu Fett läuft, eher Spritsparend und Leistungssteigernd zu mager, der starb im Winter den Magerlauftot.
Darum wurde bei einem Benziner die Einspritzung irgendwann (Abgaswerte und Leistungsforderung) Sensorgeregelt. Sprich es wurde gemessen wie viel Luft in den Motor kommt, und wie warm sie dabei war. (Früher Luftmengenmesser mit Temperaturfühler, heute Luftmassenmesser)
Jetzt kommen immer neue Abgasvorschriften und immer mehr tolle Kraftstoffsorten. Von der Klopferei abgesehen haben diese dann auch unterschiedliche Energiedichten. Nur eine Lambdasonde kann dann exakt entscheiden das der Motor gerade mager oder Fett verbrennt und entsprechend nachregeln. Wichtig wurde dies insbesondere im Zuge der Abgasnormen.
Wie ist das nun beim Diesel. Dieser bekommt einfach immer alles an Luft was er gerade in seine Kolben bekommt. Leider muß er dies auch immer verdichten und ausstoßen, weshalb ein Diesel als Qualtitätsgeregelt bezeichnet wird. Nur bei Vollgas wird die geleistete Vorarbeit wie ansaugen und verdichten und ausstoßen auch durch eine mächtige Zündung belohnt.
Diesel ist sehr genügsam und egoistisch. Ist Diesel da und dazu noch Luft, dann zündet es. Bei zu wenig Luft eben alles, bei zu wenig Luft zünden teile eben nur halb, es entsteht Ruß.
Stöchiometrisch ist Diesel ebenso Lufthungrig wie Benzin, es wird aber zumeist mager gefahren um zu garantieren das auch jedes Teil Diesel seinen Teil Luft bekommt. Wer viel Leistung haben will, der gibt dem Motor eben so viel Sprit, das er garantiert alles an Luft verbrennt, leider mit der Folge des starken rußens. (Im Video wird so viel eingespritzt, dies hilft auch beim Kühlen der Verbrennungsluft und fördert somit mehr Leistung zu Tage)
Einen Diesel regelt man nur aufgrund der Umwelt mit derart vielen Sensoren. Zum einen will man das maximum an Luft verbrennen, daher seit neusten die Lambdasonde welche ihn bei Lambda 1,3 im Minimum halten soll. Technisch nötig ist das nicht, erhöht aber die Qualität des Verbrennungsgemisches. Zum anderen muß man dafür im vorherein wissen wieviel Luft denn nun im Motor ist, daher die Messung der Ansaugluftmasse.
Und zu guter letzt führt zu viel Ruß zu einem vorzeitigen Verstopfen der Partikelfilter, daher ist Ruß unbedingt zu vermeiden. Zum Freibrennen wiederum wird mehr Sprit eingespritzt als nötig, um den Filter nachzuverbrennen, also erst möglichst viel, dann möglichst wenig für hohe Temperaturen.
Kurz: Beim Benziner braucht man die Messung um einen Einspritzer überhaupt ordentlich laufen zu lassen (Vergaser braucht es nicht) Beim Diesel ist es eine reine Abgasvorschriftengeschichte. Laufen tut ein Diesel immer.
Moin
Björn
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Zitat:
Original geschrieben von Bopp19
All die gemachten Aussagen treffen nicht des Pudels Kern.Warum wird ein Dieselmotor grundsätzlich mit Luftüberschuss in den meisten Bereichen betrieben.?
oder anders gefragt warum muss er zwingend mit voller Luftfüllung betrieben werden?
Die Antwort kann doch nicht so schwer sein.
Bopp19
Er muss nicht mit voller Luftfüllung, also ungedrosselt betrieben werden.
Man wäre aber schön blöd würde man den Diesel drosseln 😉
Im Prinzip will man auch beim Benziner von der Drosselklappe weg, deswegen auch ausgefallene Ventilsteuerungen und Schichtladung.
Der große Unterschied zwischen Diesel und Benzinmotor ist nicht das der eine mit Diesel und der andere mit Benzin läuft 😉
Der heutige Diesel Direkteinspritzer läuft in einem Gleichdruckprozess, heisst es wird eingespritzt und verbrannt solange der Kolben sich nach unten bewegt. Das Gemisch ist dabei höchst inhomogen, deswegen russt der auch schon weit bevor ein stöchiometrisch korrektes Gemisch vorliegt.
Abgesehen von Abgasproblemen durch Russ und Stickoxide ist das sehr nah am idealen Prozess, so hätte man den Benziner auch gerne.
Der Benziner (ich geh jetzt mal nur auf den Saugrohreinspritzer ein) arbeitet nach dem Gleichraumprozess (zumindest theoretisch) idealerweise wird kurz vor dem oberen Totpunkt im Verdichtungsprozess (waren glaub ca. 12° vor OT) das bereits vollständig homogene Gemisch fremdgezündet.
Das soll dann möglichst schnell verbrennen und erzeugt eine Druck- und Temperaturspitze beim OT.
Damit Kraftstoff (egal ob Diesel oder Benzin) gut verbrennt brauchst du aber ein Gemisch nahe am stöchiometrischen Punkt.
Da die Benziner mehrheitlich alle homogen laufen (das Kraftstoff Luft Gemisch also im kompletten Zylinder gleich ist) muss der ganze Motor im Bereich Lambda 1 betrieben werden.
Um jetzt die Leistung zu regulieren wird der Motor "abgewürgt" per Drosselklappe, es wird also verhindert das zu viel Luft in den Zylinder strömt.
Beim Direkteinspritzer Diesel (auch beim Schichtladungs Benziner) wird nur in einem kleinen Bereich des Zylinders für das richtige Gemisch gesorgt, entlang des Strahls der Einspritzdüse hast du auch dort immer ein Zündfähiges Gemisch in der Nähe von Lambda 1.
Das nennt man dann inhomogen.
Rein vom Wirkungsgrad ist der inhomogene Betrieb deutlich besser als den Motor per Drosselklappe zu drosseln.
Deswegen hat der Diesel auch einen höheren Wirkungsgrad als der normale Benzinmotor.
Das Problem des Benziners aktuell ist das an ihn deutlich schärfere Abgasvorschriften in Sachen Stickoxide den inhomogenen Betrieb fast unmöglich macht. Stickoxide entstehen immer bei einer mageren Verbrennung, beim Diesel wird das als normal akzeptiert, dem Benziner werden dagegen strenge Grenzwerte gesetzt.
Es wurden bereits Versuche unternommen den Benziner inhomogen laufen zu lassen, z.B. die VW/Audi FSI Motoren.
Der Aufwand ist jedoch zu gross für den Nutzen.
Stattdessen wird sich aktuell darauf konzentriert die Luftmenge auf besserem Wege zu drosseln.
Die höheren Abgastemperaturen beim mager laufenden Benziner kommen übrigens nicht daher das mageres Gemisch heisser verbrennen würde, das ist ein Märchen.
Tatsächlich sind die Verbrennungsspitzentemperaturen im mageren Lauf deutlich niedriger. Ist ja auch weniger Benzin da das die Energie freigeben könnte.
Das Problem ist aber das im mageren Lauf die Verbrennungsgeschwindigkeit sich deutlich verlangsamt.
Wir erinnern uns, des Benziner läuft idealerweise im Gleichraumprozess, alles wird am OT verbrannt, es ensteht ein riesen Druck und eine riesen Temperatur und der Kolben wird nach unten gedrückt wobei Temperatur und Druck stark abnehmen.
Wenn das Gemisch jetzt zu langsam verbrennt steht am OT nicht so viel Temperatur und Druck zur Verfügung, es wird weniger in Arbeit umgesetzt. Auf dem Weg nach unten verbrennt jetzt aber noch weiter Benzin, es entsteht wieder Wärme, diese kann jetzt aber nichtmehr in Arbeit umgewandelt werden, der Kolben ist schon unten, also bleibt das Gemisch heisser wenn es ausgestossen wird. Daher also die höhere Abgastemperatur.
Dass ein Dieselmotor eine theoretische isobare Verbrennung hat im Gegensatz zum Benzinmotor(isochorisch) ist ja bekannt.
Dies ist ja schon seit Rudolf bekannt.
Warum muss ein Diesel aber fast immer mit voller Zylinderfüllung (Luft)betrieben werden ?
Zitat:
Original geschrieben von Bopp19
Warum muss ein Diesel aber fast immer mit voller Zylinderfüllung (Luft)betrieben werden ?
Hauptsächlich, um das Problem der durch inhomogener Kraftstoff / Luftvermischung entstehenden lokalen Überfettung nicht zu verschärfen.
Wir erinnern uns, des Benziner läuft idealerweise im Gleichraumprozess, alles wird am OT verbrannt, es ensteht ein riesen Druck und eine riesen Temperatur und der Kolben wird nach unten gedrückt wobei Temperatur und Druck stark abnehmen.
Wenn das Gemisch jetzt zu langsam verbrennt steht am OT nicht so viel Temperatur und Druck zur Verfügung, es wird weniger in Arbeit umgesetzt. Auf dem Weg nach unten verbrennt jetzt aber noch weiter Benzin, es entsteht wieder Wärme, diese kann jetzt aber nichtmehr in Arbeit umgewandelt werden, der Kolben ist schon unten, also bleibt das Gemisch heisser wenn es ausgestossen wird. Daher also die höhere Abgastemperatur.Du hast ja geschrieben das der Diesel eingespritzt und verbrannt wierd bis der Kolben UT erreicht hat.
Das heisst ja das bis zum UT volle Temp. vorhanden ist oder? Warum hat der Diesel dann nicht so eine hohe Abgastemp. wie der Benziner.
Mfg xorgx
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Weil der Zylinder mehr Luft enhält dir erwärmt werden will und eine längere Expansionsphase hat. Vllt mal ein Thermodynamikbuch ausleihen, sowas hier zu erklären nicht so einfach.
Ich brauche eine kurze Antwort warum der Dieselmotor nicht so eine hohe Abgastemp. erreicht wie der Benzinmotor. Voraussetzung Benzinmotor läuft optimal!
Zitat:
Original geschrieben von Bopp19
Warum muss ein Diesel aber fast immer mit voller Zylinderfüllung (Luft)betrieben werden
Wie oben schon geschrieben: MUSS nicht, es macht nur keinen Sinn einen Dieselmotor zu drosseln. Das kostet nur Wirkungsgrad ohne Vorteile zu bringen. Zumal das "Luftbetrieben" idealisiert 100% Wirkungsgrad hat, die Energie die man zum komprimieren der Luft aufwenden muss bekommt man in der Expansionphase ja wieder zurück.
Die Drosselung des Selbstzünders hat ein grosses Problem.
Der Dieselmotor zündet den eingespritzten Kraftstoff durch den Druck und die Temperatur der durch die Verdichtung der Luft im Zylinder entstanden ist.
Drossel ich jetzt den Motor habe ich vor der Verdichtung einen geringeren Druck im Zylinder, das bedeutet das ich einen Motor brauche der stärker verdichtet um das zu kompensieren.
Bei "Vollgas" ist das dann schon wieder zu viel Verdichtung mit der man umgehen muss, heisst der ganze Motor muss massiver gebaut werden.
Welchen Vorteil versprichst du dir denn davon den Diesel zu drosseln?
Wieso sollte man das tun?
Den Dieselmotor zu drosseln würde geringere Pumpverluste bedeuten.
Dagegen hast du folgende Nachteile:
- noch höhere Verdichtung
- schlechtere Verbrennung des inhomogenen Gemischs
- starke Drosselverluste
- weniger Volumenstrom für den Turbolader -> grösserer Turbolag
- sehr komplizierte Motorsteuerung
- ne Menge zusätzlicher Bauteile
D.h. du hättest dann einen deutlich komplexeren Motor welcher auch noch mehr russt und mehr Sprit frisst.
Wie bereits von mir geschrieben, am liebsten würde man auch den Benziner "entdrosseln", das wird durch komplexe Schichtladungsversuche mit NOx Speicherkats, hochkomplexe Ventilsteuerungen und ausgeklügelte Abgasrückführungen versucht.
Zitat:
Original geschrieben von Provaider
Weil der Zylinder mehr Luft enhält dir erwärmt werden will und eine längere Expansionsphase hat. Vllt mal ein Thermodynamikbuch ausleihen, sowas hier zu erklären nicht so einfach.
und wird die ganze Luft erwärmt?
Na durch den Kraftstoff wie den sonst? Du willst den doch Verbrennen.
Zitat:
Original geschrieben von xOrgx
Ich brauche eine kurze Antwort warum der Dieselmotor nicht so eine hohe Abgastemp. erreicht wie der Benzinmotor. Voraussetzung Benzinmotor läuft optimal!
Weil der Diesel eine größere Luftmenge erwärmen muss und länger Zeit hat die Energie abzugeben.
(Diesel sind i.d.R. recht langhubig und fahren mit niedriger Drehzahl)
Oder als ganz blöde Antwort:
Weil der Diesel den höheren Wirkungsgrad hat 😉 (Ist aber nur die halbe Antwort 😁)
Zitat:
Wie oben schon geschrieben: MUSS nicht, es macht nur keinen Sinn einen Dieselmotor zu drosseln. Das kostet nur Wirkungsgrad ohne Vorteile zu bringen. Zumal das "Luftbetrieben" idealisiert 100% Wirkungsgrad hat, die Energie die man zum komprimieren der Luft aufwenden muss bekommt man in der Expansionphase ja wieder zurück.
Das stimmt nicht.
Du pumpst die Luft ja fortwährend durch den Motor, dadurch hast du Pumpverluste.
Bildlich sind das hauptsächlich die Strömungsverluste durch ein und Auslass Ventile.
Dazu kommt das du Arbeit aufwendest bei der Verdichtung.
Beim Verdichten wird die Luft erhitzt und gibt Wärme an den Zylinderkopf ab, diese Wärme "verlierst" du, musst also mehr Arbeit ins Verdichten reinstecken als du am "Rückweg" dadurch wieder bekommen würdest.
Zitat:
Original geschrieben von Destructor
Dazu kommt das du Arbeit aufwendest bei der Verdichtung.
Beim Verdichten wird die Luft erhitzt und gibt Wärme an den Zylinderkopf ab, diese Wärme "verlierst" du, musst also mehr Arbeit ins Verdichten reinstecken als du am "Rückweg" dadurch wieder bekommen würdest.
Der Anteil an Wärmeverlust ist aber aufgrund der sehr kurzen Zeit anteilig sehr klein, daher hatte ich ja auch idealisiert gesagt.
Pumpverluste hat man natürlich, die sind aber ungedrosselt im Ansaugtrakt ebenfalls relativ klein. Der Abgasvolumenstrom ist größer (heißer plus Kraftstoff dabei), durch Turbo, Kat, Filter und Schalldämpfer haben heutige Diesel den mit Abstand größten Teil der Pumpverluste im Abgastrakt.
Das was man durch Drosselung im Ansaugbereich theoretisch sparen könnte ist also mimimal. Daher macht man sich ja auch nicht die Mühe beim Diesel die Luftmenge strömungsgünstig über Ventilsteuerungen oder ähnlichem zu begrenzen.
Ähhhh Jungs......
Wenn Ihr den Diesel androsselt, dann ist die effektive Verdichtung der angesaugten Luft irgendwann so gering, daß die Zündtemperatur nicht mehr erreicht wird: das Teil geht aus !
Gruß SRAM
BMW Dorsselt ihre Dieselmotoren an um die Abgastemperatur zu heben und damit die DPF Regeneration einzuleiten 😁
Wie drosseln die ? Luftüberschuss heisst magerer Lauf, das wiederrum bedeutet das das Abgas heisser wird. Wenn jetzt beim Diesel die Luft gedrosselt wird heisst das, das dass Gemisch fetter wird und daher das Abgas nicht mehr so viel Temp. hat. Irgendwas passt da nicht oder?