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
70 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von xOrgx
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?
Lies dir nochmal durch was ich geschrieben habe.
Magerer lauf heisst nicht zwangsweise das das Abgas heisser wird, das gilt nur für einen homogenen Motor, NICHT für den inhomogenen Betrieb wie beim Diesel.
Zitat:
BMW Dorsselt ihre Dieselmotoren an um die Abgastemperatur zu heben und damit die DPF Regeneration einzuleiten
Ja.
Das geht aber nur begrenzt.
Die Funktion ist auch eine ganz andere: weniger Luftmasse wird durch dieselbe Menge Kraftstoff höher erhitzt, wodurch die Freibrenntemperatur schneller erreicht wird. Bei großvolumigen Dieseln macht das für das Regenerieren Sinn, weil dadurch der Zusatzkraftstoff für das Regenerieren reduziert werden kann.
Gruß SRAM
Bei fettem Gemisch ist die Verbrennung unvollständig und deswegen die Abgastemperatur niedrig. Bei geringem Luftüberschuss ist die Verbrennung ziemlich vollständig und die Abgastemperatur maximal. Bei noch höherem Luftüberschuss wird die Verbrennung sozusagen durch Luft als Inertgas "verdünnt", die Abgastemperatur sinkt.
Vermutlich verringert BMW den Luftüberschuss etwas, um die Abgastemperatur anzuheben. Von einer fetten Verbrennung, also Luftmangel, ist man da noch weit entfernt. Es kommt mir auch so vor, als ob es zur Verbrennung von abgelagertem Ruß im Partikelfilter keine so gute Idee wäre, per Luftmangel ordentlich Ruß, aber wenig Sauerstoff einzublasen. ;-)
Noch einmal zusammengefasst:*
Fettes Gemisch heißt Luftmangel. Es führt zu unvollständiger Verbrennung und damit schlechter Ausnutzung der Energie im Kraftstoff und hohem Schadstoffausstoß. Das ist bei Benzin- und Dieselmotoren im Prinzip unerwünscht.
Schwach magere Verbrennung führt zu hohen Abgastemperaturen und kann deshalb den Motor gefährden. Ein stark mageres Gemisch ist nicht zündfähig. Luftüberschuss im Abgas verhindert den Abbau von Stickoxiden im Abgaskatalysator.
Aus diesen Gründen werden für den Straßenverkehr zugelassene Benzinmotoren heute meistens stöchiometrisch, also weder fett noch mager, betrieben. Bei hoher Motorlast kann ein fettes Gemisch notwendig sein, um die unerwünschte Selbstzündung zu unterdrücken, denn die Verdampfungswärme des überschüssigen Benzins kühlt das Gemisch vor der Zündung, außerdem senkt es damit die Abgastemperatur. Bei hohen Drehzahlen ist Anfettung manchmal notwendig, denn ein (leicht) fettes Gemisch zündet und brennt etwas schneller.
Dieselmotoren brauchen mehr oder weniger volle Zylinderfüllung, um durch Kompression die Zündtemperatur des Gemisches zu erreichen. Trotzdem gibt es gelegentlich (ohne Überwachung von Lambda etc. häufiger) Betriebszustände mit Luftmangel oder zumindest nicht ausreichendem Luftüberschuss - das ist aber immer unerwünscht und nutzlos.
Der Abbau von Stickoxiden im Abgas von Dieselmotoren ist wegen des Luftüberschusses nicht nur durch einen Katalysator möglich, sondern nur durch Zusätze (Harnstoff), die dann eben auch verbraucht werden. Um den Stickoxidausstoß zu begrenzen, arbeiten moderne Dieselmotoren mit geringerem Luftüberschuss, indem sie einen Teil des Abgases mit in die Kompression etc. zurückführen. Das verschlechtert prinzipiell die Verbrennung und erhöht die Rußproduktion und die Komplexität der Regelung - deswegen soviele Sensoren und Meßgrößen. Die Abgasrückführung wird bei vielen Motoren nur in den für den Normzyklus relevanten Bereichen des Motorkennfeldes genutzt, deshalb kann man davon ausgehen, dass die Stickoxid-Emissionen von Dieselmotoren bei schnellen Fahrten um ein mehrfaches über denen von Benzinmotoren liegen.
Kann man alles bei Wikipedia nachlesen.
Gruß
Andreas
* Es wurde ja alles schon geschrieben, aber ziemlich verstreut.
Zitat:
Original geschrieben von xOrgx
und wird die ganze Luft erwärmt?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.
Die Luft wird durch die Kompression erhitzt, anders als beim Benziner ist da nichts drin, was durch Verdunstung zur Kühlung der Verbrennungsluft beiträgt.
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Zitat:
Bei fettem Gemisch ist die Verbrennung unvollständig und deswegen die Abgastemperatur niedrig. Bei geringem Luftüberschuss ist die Verbrennung ziemlich vollständig und die Abgastemperatur maximal. Bei noch höherem Luftüberschuss wird die Verbrennung sozusagen durch Luft als Inertgas "verdünnt", die Abgastemperatur sinkt.
Sorry wenn ich es so deutlich schreibe, vollkommener Schwachsinn! Ausser vllt. der letzte Satz.
Nach deiner Logik müsste die Abgastemperatur mit Lambda 1 am heissesten sein.
Warum das nicht so ist hab ich weiter vorne schon erklärt.
Die Energieabgabe ist bei Lambda 1 im homogenen Betrieb am höchsten.
Durch ein zu fettes Gemisch entsteht bei der Verbrennung CO und weniger CO2.
Um genau zu sein entstehen pro 2mol CO 1mol CO2 weniger.
CO hat eine Enthalpie von ca. 100kJ/mol, CO2 von ca. 400kJ/mol.
Es entsteht also weniger Wärme bei der Verbrennung.
Heptan hat eine Verdampfungswärme von ca. 195kJ/l und einen Heizwert von ca. 27500kJ/l, hört also bitte damit auf zu behaupten der Brennraum wird durch die Verdampfung gekühlt, das ist Unsinn.
Benzin / Diesel : ca. 40 MJ/kg
CO: ca. 10 MJ/kg bezogen auf das C bisschen mehr als 22 MJ/ kg C
Alles was also überstöchiometrisch als Kraftstoff reingeht ergibt keinen Zusatznutzen mehr (na ja, bischen mehr Gasvolumen), erniedrigt aber die Endtemperatur.
Gruß SRAM
Zitat:
Original geschrieben von Hartgummifelge
Die Luft wird durch die Kompression erhitzt, anders als beim Benziner ist da nichts drin, was durch Verdunstung zur Kühlung der Verbrennungsluft beiträgt.Zitat:
Original geschrieben von xOrgx
und wird die ganze Luft erwärmt?
Das ist aber nicht der Grund warum die Abgastemperatur niedriger ist, der Einfluss ist viel zu gering. Bei der idealen Kompression entsteht wärme, bei der idealen Dekompression wird die gleiche wärme wieder in Arbeit umgewandelt. Ergo haben wir nichts gewonnen oder verloren. einzig und alleine an der Menge Kraftstoff zur eingesetzten Luftmenge hängt die Abgastemperatur ab beim Diesel. Die Luftmenge ist vergleichsweise hoch die Kraftstoff menge aber niedriger wie beim Benziner, also bleibt es kühler. Nichts anderes sagt die Qualitätsreglung aus. So sachen wie AGR wollen wir mal vergessen, der TE blickt ja jetzt schon nicht mehr durch, da verwirrt des nur.
http://www.kfz-tech.de/VerglBenzDies.htm
Bei der Verbrennung von Kraftstoffen(ist eigentlich ne oxidation) ist gerade der Schritt von CO auf CO2 der, der am meisten Energie frei setzt. d.h. ist Lambda=1 für den Benziner am besten, leicht fett kann noch etwas die Leistung steigern weil das letzte bisschen Restsauerstoff genutzt werden kann.
Der Diesel hat eine Diffusionsgesteuerte Verbrennung, d.h. ist der immer lokal fett, wenn aber Global mager über den ganzen Zylinder gesehen. d.h. tritt auch immer ruß auf.
Zitat:
Original geschrieben von Destructor
Sorry wenn ich es so deutlich schreibe, vollkommener Schwachsinn!
Na super - erst entschuldigen, dann die Beleidigung raushauen. Entschuldigung abgelehnt - bitte noch einmal in ehrlich!
Benimmst Du dich im richtigen Leben eigentlich auch so?
Zitat:
Original geschrieben von Destructor
Nach deiner Logik müsste die Abgastemperatur mit Lambda 1 am heissesten sein.
Nein. Ich wollte andeuten, dass es gegeneinander wirkende Effekte gibt, so dass die Abgastemperatur bei einem bestimmten Mischungsverhältnis maximal ist. Der Anteil an unverbranntem Krafstoff ist bei einem anderen Mischungsverhältnis minimal, bei noch einem anderen die CO-Produktion, usw. für viele Schadstoffe.
Zitat:
Original geschrieben von Destructor
Heptan hat eine Verdampfungswärme von ca. 195kJ/l und einen Heizwert von ca. 27500kJ/l, hört also bitte damit auf zu behaupten der Brennraum wird durch die Verdampfung gekühlt, das ist Unsinn.
Ich meinte die Temperatur des Gemisches vor der Zündung, also bevor die Verbrennungsenergie freigesetzt wurde. Die Abgastemperatur ist dann wegen der unvollständigen Verbrennung, der niedrigeren Ausgangstemperatur des Gemisches und der Gegenwart von unverbranntem Benzin als Inertgas ein wenig niedriger.
Zitat:
Na super - erst entschuldigen, dann die Beleidigung raushauen. Entschuldigung abgelehnt - bitte noch einmal in ehrlich!
Benimmst Du dich im richtigen Leben eigentlich auch so?
Ja ich sage im wahren Leben auch meine Meinung.
Und das was du von dir gegeben hast ist eben Schwachsinn, jedwede andere Bezeichnung wäre beschönigend.
Zitat:
Nein. Ich wollte andeuten, dass es gegeneinander wirkende Effekte gibt, so dass die Abgastemperatur bei einem bestimmten Mischungsverhältnis maximal ist. Der Anteil an unverbranntem Krafstoff ist bei einem anderen Mischungsverhältnis minimal, bei noch einem anderen die CO-Produktion, usw. für viele Schadstoffe.
Klingt schon wieder reichlich konfus.
Die Effekte die du beschreibst gibt es so nicht, entbehren jeder Grundlage.
Die Effekte die wirklich auftreten verschweigst du gänzlich.
Daher ist das ziemlicher Humbug.
Zitat:
Die Abgastemperatur ist dann wegen der unvollständigen Verbrennung(1.), der niedrigeren Ausgangstemperatur des Gemisches(2.) und der Gegenwart von unverbranntem Benzin als Inertgas(3.) ein wenig niedriger.(4.)
1. Wieso? Es wird immernoch praktisch genausoviel Sprit verbrannt wie vorher
Wenn du nochmal nachliest weisst du es, ich habs bereits erklärt.
2. Wieviel niedriger?
Die Verdampfungsenthalpie macht bei 10% Anfettung ca. 0,07% der bei der Verbrennung freiwerdenden Energie aus.
3. Heptan hat ein stöchiometrisches Volumenverhältnis von 1,9%. 10% Anfettung würde also bedeuten das 0,19% mehr Benzin miterwärmt werden müssen. Gratuliere, bald haben wir 1% zusammen 🙄
4. Die Abgastemperatur ist aber bei 10% Anfettung schon deutlich(!!!) niedriger.
Wegen 1% würde niemand "den Sprit hinten raus blasen".
Ganz ehrlich, schreib bitte nicht wenn du keine Ahnung hast, damit kannst du vllt. am Stammtisch glänzen, hier schreiben aber einige Leute die sich wirklich damit auskennen, da ist das nur nervig.
Nach meinem Laienverständnis läuft ein D immer mager , also mit Luftüberschuss , weil das Luftvolumen gebraucht wird um die hohe Vorverdichtung überhaupt hinzubekommen damit das so warm wird dass der Diesel sich selbst entzünden kann.
Dabei ist es aber im Sinne des Abgasverhaltens nicht sonderlich wünschenswert mit zuviel Sauerstoff zu arbeiten, da dabei relativ viel andere Schadstoffe entstehen (NOx ???)
Um das wieder in den Griff zu bekommen arbeiten seit einigen JAhren die D auch mit Abgasrückführung .... im Teillastbetrieb werden Abgase wieder angesaugt und in die Brennkammer gebracht um eben das Volumen zum Verdichten hoch zu halten, den Sauerstoffgehalt aber abzusenken .... übertreibt man es , gibts wieder mehr Ruß wegen Sauerstoffmangel .... dem begegnet man dann wieder mit einem DPF .... und wegen der ganzen Regelungen gibts auch so viele Sensoren und Aktoren an den Motoren die sind nur den Abgasvorschriften geschuldet .... ein D-Motor läuft auch ohne den ganzen Krempel 😁
Zum Thema Schadstoffwerte über Lambdawert mal ein schönes Bildchen:
http://x19.lampoldshausen.de/Forum/abgas.jpg
Da sieht man schön in welchen Lambdabereichen der Motor welche Schadstoffe in welcher Menge produziert. Eigentlich würde man Benziner lieber mit 1.1 laufen lassen, die 1.0 braucht man nur für die Abgasreinigung mit dem billigen 3-Wege-Kat. Vor-Kat ist ein Benziner auch gar nicht so sauber, daher galt ein Diesel bis zur flächendeckenden Verbreitung vom 3-Wege-Kat ja auch nicht ohne Grund als umweltfreundlicherer Antrieb. In der Zeit hat man es nur Versäumt die Grenzwerte bei den Dieseln auf gleiches Niveau anzuheben, dann gäbe es heute mit Sicherheit schon vergleichbares. Das kommt ja langsam erst mit Euro 5 und 6 dass sich die Dieselwerte den Benzinern annähern und Partikelgrenzwerte auch für Benziner gelten.
Beim Diesel sind wir immer beim inhomogenen Gemisch, d.h. das Gesamtluftverhältnis ist für die entstehenden Schadstoffe gar nicht so relevant, sondern die wo die Verbrennung stattfindet. Daher will man ja auf immer höhere Einspritzdrücke und feinere Zerstäubung bei der Einspritzung. Je homogener im Brennbereich desto besser die Verbrennung. Aber aufgrund der Inhomogenität gibt es immer Bereiche die fetter sind, daher auch immer Ruß und Stickoxide. Beides dürfte ja ansonsten bei hohem Luftüberschuss nicht auftreten, da sind die Verbrennungstemperturen niedriger und genug Luft da um alles zu verbrennen.
So, genug am späten Abend.
Zitat:
Original geschrieben von Provaider
. So sachen wie AGR wollen wir mal vergessen, der TE blickt ja jetzt schon nicht mehr durch, da verwirrt des nur.Zitat:
Zitat:
Original geschrieben von xOrgx
Bin schon belastbar :-) Und weiss sehr gut von was Ihr schreibt. Hab dies ja auch vor einiger Zeit gelernt. Nur eben das mit magerlauf beim Diesel ist mir halt nicht so klar das dass den Motor nichts macht wie beim Benziner. Weiss nicht wie ich sagen soll, brauch immer Bildliche Erklärungen das man sich das leicht vorstellen kann und nicht unbedingt ins Detail von der Physik gehen:-D.Zitat:
Original geschrieben von Provaider
So sachen wie AGR wollen wir mal vergessen, der TE blickt ja jetzt schon nicht mehr durch, da verwirrt des nur.
Ich glaube ich weiß wo das Problem liegt, daher versuche ich es auch mal.
Also beim normalen Benziner hast du im gesamten Verbrennungsraum ein zündfähiges Gemisch. Leuchtet ein und darauf gehe ich jetzt nicht näher ein.
Beim Diesel hast du nicht im gesamten Verbrennungsraum ein zündfähiges Gemisch. Es wird direkt der Diesel eingespritz in einen heissen Verbrennungsraum. Die Luft ist heiß genug um den Diesel zu zünden. Kann Sie aber nicht weil noch kein zündfähiges Gemisch vorhanden ist (Da sind lauter kleine Tropfen drin die ersteinmal nicht brennen können).
Nun passiert aber was. Die einzelenen Dieseltropfen verdampfen und sobald Sie sich mit der Luft vermischt haben zu einem zündfähigen Gemisch explodieren Sie. Die passiert nicht im gesamten Verbrennungsraum sondern nur dort wo ausreichend Sprit vorhanden ist (Dies wird durch die Einspritzmenge sprich Gaspedalstellung geregelt). Dadurch das nicht die gesamte Luft verbrennt, sondern nur der Teil für den der Sprit ausreicht, wird es auch nicht so heiß, weil durch die noch vorhandene unverbrannt Luft das Abgas gekühlt wird. (Diese muss ja auch erwärmt werden). Dadurch kommt es aber, dass das Drehmoment eines Diesels höher ist weil einfach mehr Gase (unverbrannte Luft und Abgase) erwärmt werden und den Kolben nach unten drücken.
Ich hoffe das reicht als Erklärung.
MfG
Mike
Hallo,
will das Thema nochmal aufgreifen da hier einige mitschreiben die sich damit wohl gut auskennen ( zB. Destructor ) und ne Frage stellen...
Die Abgastemperatur hängt somit doch einerseits davon ab wie hoch die Spitzentemperatur der Verbennung ist (variiert auch mit Lambda) und andererseits vom Zeitpunkt...
Ein sehr mageres Gemisch enthält ja wenig Kraftstoff, bzw. viel Luft zur Kraftstoffmenge. Ist hier die Verbrennungstemperatur generell "niedriger" ? (Sollte ja auch für den Benziner gelten) Abgastemperatur also sowieso geringer...
Im Bereich um Lambda = 1 ist die Verbennungstemperatur dann höher...Hier kommt dann die Reaktionsgeschwindigeit ist Spiel. Bei Lambda = 0,85 ist diese am höchsten...Somit ist die Spitzentemperatur zwar hoch, aber die Endtemperatur beim Öffnen der Auslassventile schon gering durch die frühe schnelle Verbennung...
Bei etwas magererem Gemisch wird die Verbrennung langsamer -> Abgastemperatur steigt...Bis irgendwo ein Maximum ist und danach das ganze in den Magerbereich geht und der Text oben wieder gilt ?
Der Zündzeitpunkt hat ja ebenfalls Einfluss auf die Abgastemperatur...Wird wg. Klopfen der Zündzeitpunkt auf spät gestellt steigt ja auch die Abgastemperatur, da die Verbennung einfach später stattfindet..
Kann hierzu jemand noch was sagen ? War davon was richtig ?
MfG
Kai