Diesel-Turbo prinzip????
hi, nu mal ne frage an die profis hier, bin mal wieder turbo-diesel gefahren, da stellte sich mir die frage, WIE funzt son diesel turbo?
der diesel hat ja keine drosselklappe, er regelt alles durch die einspritzung. der turbo allerdings wird ja durch den abgasstrom angetrieben. das der abgasstrom grösser wird, je mehr diesel verbrannt wird bei gleicher drehzahl is klar, jedoch WIE regelt der motor das, wenn ich voll drauflatsche, der motor einspritzt aber die drehzahl in dem moment net besonders steigt aber der motor seinen "schub" erreicht und die power abgibt... ich tippe da auf variable turbinen schaufeln oder die menge des diesels was eingespritzt wird? is das alles? oder wie noch? bitte keine links zu wiki oder so, einfache simple fakten. kann mir das prinzip net ganz vorstellen....
danke schonmal....
20 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von omidoc
wie soll das den funktionieren ... wie soll die amgasmenge bei unveränderter luftmenge steigen ?
in dem moment wo du auf`s gas steigst wird der turbo durch die grössere kraftstoffmenge nicht schneller, er wird schneller weil der motor höher dreht und und damit der abgasstrom grösser ist.
Das sehe ich anders.
Die Einspritzung und die Verbrennung von Kraftstoff hat mehrere Effekte die zu einer Vergrösserung des Abgasvolumenstroms führen (und damit auch zur Beschleunigung des Laders).
Erster Effekt: Anstieg der Teilchenzahl bei der Verbrennung
Ganz allgemein gesprochen hat die Verbrennung folgende chemische Gleichung:
Brennstoff + Sauerstoff }> Wasser + Kohlendioxid
Kraftstoff besteht aus mehreren verschiedenen Stoffen. Daher nehme ich exemplarisch Methanol (CH3OH) und Ethanol (C2H5OH) als Brennstoff.
Die stöchiometrisch eingerichteten chemischen Gleichungen heissen dann:
2 CH3OH + 3 O2 }> 2 CO2 + 4 H2O (aus 5 Teilchen werden 6 Teilchen)
C2H5OH + 3 O2 }> 2 CO2 + 3 H2O (aus 4 Teilchen werden 5 Teilchen)
In aller Regel nimmt das Volumen eines Gases mit steigender Teilchenzahl zu. Daraus ergibt sich, dass das Volumen des Abgasstroms zunimmt, wenn man Kraftstoff darin verbrennt (}> Beschleunigung des Laders).
Zweiter Effekt: Anstieg der Temperatur bei der Verbrennung
Das spezifische Volumen eines Gases steigt mit der Temperatur an. Die Verbrennungstemperatur eines zündfähigen Gasgemisches hängt von der Sorte des Brennstoffes ab. Egal ob Ottokraftstoff, Autogas oder Dieselkraftstoff, die Verbrennungstemperatur liegt bei mehreren hundert Grad Celsius.
Geht man jetzt näherungsweise von einem idealen Gas aus, so gilt nach Gay-Lussac die Formel V1/V2 = T1/T2, oder anders ausgedrückt: Die Temperatur T ist proportional zum Volumen V. Weiterhin gilt die Formel pV/T=constant.
}> Die Verdoppelung der Temperatur führt zur Verdoppelung des Abgasvolumens (oder bei konstantem gehaltenem Abgasvolumen zur Verdoppelung des Abgasdruckes) und somit zu einer Beschleunigung des Laders.
Wir haben also zwei Verbrennungseffekte, die den Lader beschleunigen. Die ganze Sache ist jetzt natürlich sehr idealisiert dargelegt worden. In der Praxis spielen noch wesentlich mehr Einflüsse eine Rolle (Gasdichte, Kompressibilität, Betrachtung als reales Gas).
In aller erster Linie ist aber die Steuerung des Ladersystems (incl. Wastegate, …) für sein Ansprechverhalten verantwortlich. Das Ventilsystem sorgt ja beim Gasgeben auch augenblicklich dafür, dass die gesamte Energie des Abgases (Energie in Form von Druck, Geschwindigkeit, Temperatur, …) den Lader möglichst schnell beschleunigen kann.
Die Beschleunigung des Laders erfolgt also aufgrund mehrerer Faktoren (sowie mechanische als auch thermodynamische Faktoren).
Ciao
Zitat:
Original geschrieben von Kitekater
Hi!
Heißt das also, daß der Überdruck, der bei spontanem "vom Gas gehen" bei einem VTG Lader nur durch die VTG Steuerung geregelt wird.
Denn Wastegate, bzw. Pop Off habe ich bei mir nicht gefunden.
Stelle mir auch immer wieder die Frage, wie das Ganze denn zusammenspielt.Gruß Marc
P.S.: Hab auf meiner Homepage ein Schnittbild eines VTG-Laders
http://www.kitekater.de/tips/vtg_lader.pdf
Wenn du vom Gas gehst, fällt sofort auch der Ladedruck ab, egal ob wastegate oder VTG.
Anders beim Beschleunigen unter Vollast: Da wird der maximale Ladedruck über das VTG geregelt.
Es gibt aber seltener auch VTG-Lader die zusätzlich noch ein wastegate haben.
@ Caravan 16V:
Gut und vor allem korrekt beschrieben!
Zum Ansprechverhalten habe ich noch anzumerken: Im Falle eines wastegates, das trägt nicht zum "ansprechen" bei, da es ja in der Regel geschlossen ist und nur bei Überdruck abbläst. Beim VTG würde das aber stimmen.
In beiden Fällen ist es maßgeblich die Laderauslegung, insbesondere des Turbinenrades, wie gut der anspricht. Kleiner Lader = schnelles Ansprechen.
@caravan16v
du hast völlig recht, aber die zunahme der abgase ist bei einer grösseren einspritzmenge bei gleichbleibender motordrehzahl nicht sehr gross, die einspritzmenge wird nur um einige mg/hub vergrössert.
da dieselmotoren zum teil mit einer sehr hohen abgasrückführrate arbeiten, und diese abgase vor dem lader entnommen werden, erreicht die grössere abgasmenge die duch die höhere einspritzmenge entsteht nicht komplett den lader, sondern wird zur reduzierung der verbrennungstemperatur wieder der ansaugluft zugeführt.
der vorgang den du beschreibst ist im fahrbetrieb nicht unwichtig, aber für das ansprechen des laders eher zweitrangig. bei einer fahrt unter vollast bei der das agr verschlossen ist, ist der von dir beschriebene effekt grösser bzw wirksamer.
das ansprechverhalten wird in erster hinsicht durch durch die verstellmöglichkeit einer variablen turbinengeometrie beeinflusst.
bei einem wastegatelader ist das nicht der fall, denn er kann nur den maximales ladedruck begrenzen.
gruss
kai
Ähnliche Themen
aha, sehr ausführlich, sehr schön. also ist das alles eine kombination zwischen VTG und der grösseren abgasmenge? dies zusammen bewirkt dann also den "schub" das der motor beschleunigt? je mehr drehzahl dann natürlich anliegt desto schneller geht dieser prozess von statten.
Zitat:
Original geschrieben von omidoc
@caravan16v
du hast völlig recht, aber die zunahme der abgase ist bei einer grösseren einspritzmenge bei gleichbleibender motordrehzahl nicht sehr gross, die einspritzmenge wird nur um einige mg/hub vergrössert.
das ansprechverhalten wird in erster hinsicht durch durch die verstellmöglichkeit einer variablen turbinengeometrie beeinflusst.
Ich habe das Gefühl, daß wir irgendwie aneinander vorbeireden. Natürlich spricht ein Lader mit verstellbarer Schaufelgeometrie besser an als ein Lader ohne. Ich spreche aber von der ELEMENTAREN Triebkraft, die eine Funktion des Laders überhaupt erst ermöglicht.
Wie gesagt:
1)
höhere Abgastemperaturen }> mehr Volumen bzw. mehr Druck
2)
Verbrennungsprozess }> Vergrößerung der Teilchenzahl }> mehr Volumen bzw. mehr Druck
Die o. g. Faktoren führen dazu, daß ein Saugmotor ÜBERHAUPT ERST funktioniert. Sprich: Diese Faktoren scheinen zumindest so groß zu sein, daß ein Fahrzeug mit Saugmotor beim Tritt aufs Gas AUGENBLICKLICH nach vorne drängt. Wäre es so wie von Dir beschrieben, dürfte ein Saugmotor nicht funktionieren.
Übertragen wir das Problem jetzt auf den Turbomotor, so kann man sagen, daß erst der Verbrennungsprozess Abgase in ausreichend großer Menge produzieren um den Lader in Schwung bringen zu können (ganz egal ob mit oder ohne VTG).
Im Brennraum läuft eine ziemlich exotherme Reaktion ab die gewaltige Mengen Energie freisetzt. Und im Verbrennungsmotor kann sich diese Energie NUR in Form von Druckerhöhung bzw. Volumenausdehnung (was eng zusammenhängt mit der Temperaturerhöhung) freisetzen.
Im Prinzip ist das ja alles ein Kreislauf. Beim Tritt aufs Gas wird Kraftstoff eingespritzt. Dieser führt zu einer immensen Zunahme des Abgasstroms. Dieser treibt den Lader an (selbstverständlich unterstützt durch die mechanische Steuerung des Laders) , was über einen erhöhten Ladedruck wieder zu einer größeren Einspritzmenge – und somit nochmals zu einem größeren Abgasstrom führt. Das wiederholt sich so oft, bis der maximale Ladedruck – und somit auch die maximal mögliche Einspritzmenge erreicht ist.
Ciao