Einspritzdruck Dieselmotor
Hi Leute,
ich habe mal eine Grundsatzfrage: Warum wird der Dieselkraftstoff mit einem viel höheren Druck als Benzin eingespritzt? Liegt es daran, dass man bei einem geringen Einspritzdruck eine geringe Einspritzmenge hat und man so nur ein sehr bescheidenes Gemisch erhalten würde ( im Vollastbetrieb sehr ungeeignet) ... Mit der prinzipiellen Funktionsweise eines Diesel Motors, dem Common Rail System, etc. bin ich vertraut. Mir ist auch bewusst, dass man bei hohen Einspritzdrücken mehrere Einspritzungen (Vor -, Haupt- und Nebeneinspritzung) vornehmen kann. Jedoch habe ich bis jetzt noch nirgends eine Antwort für meine Frage gefunden (Die ersten Diesel Motoren hatten auch höhere Einspritzdrücke als die heutigen Otto Motoren und da ging es sicherlich nicht um Umweltbewustsein).
Besten Dank und ein schönes Wochende,
Flo
Beste Antwort im Thema
so ein Schwachsinn.
103 Antworten
Ob auch Autoren dieser Artikel hier schreiben?
Egal, m.M. stehen da die Antworten drin:
Zitat:
@duske schrieb am 5. Juni 2015 um 19:46:12 Uhr:
Hier die richtige Antwort: Benzinmotore spritzen ihren Sprit irgendwann ein - möglichst früh, damit sich die angesaugte Luft mit dem Benzin vermischen kann. Meist direkt in den Ansaugstutzen. Benzin wird eingespritzt in Tropfenform - es dauert also sehr lange bis aus dem Sprit und der Luft im Verdichtungstakt ein zündbares Kraftstoffluftgemisch entsteht. Der Diesel ist ein Selbstzünder. Würde hier der Diesel zu früh eingespritzt werden wie beim Benziner - dann käme es zu einer unkontrollierbaren Frühzündung.
Das erklärt aber nicht, warum direkt einspritzende Benziner (dort wird reine Luft angesaugt und dann dort hineingespritzt) deutlich geringere Drücke haben als Dieselmotoren. Tatsächlich würden Benziner als Direkteinspritzer viel rußärmer laufen, wenn die Einspritzdrücke deutlich höher wären. Warum es trotzdem nicht gemacht wird? Ich vermute Haltbarkeitsgründe. Für mehrere Tausend bar Druck braucht man enge Toleranzen und eine gute Schmierung, Diesel schmiert gut, Benzin jedoch bekanntlich gar nicht.
Zitat:
Der Dieselmotor spritzt also seinen Diesel erst ca. 35 Grad vor OT ein. Er hat also sehr wenig Zeit sich mit der Luft zu einem zündbaren Gemisch zu vereinigen. Uralt-Diesel spritzen mit 120 bar ein. PD schon mit 1600 bar und CR mit weit höherem Druck.
Die erste Generation von Common Rail - Dieselmotoren hatte 1350 bar, danach kamen 1600 bar. Die Pumpe Düse - Aggregate hatten davor schon über 2000 bar zu bieten.
Zitat:
@duske schrieb am 5. Juni 2015 um 20:08:08 Uhr:
Darum erzeugt ein Diesel auch ständig Ruß - als Nachweis darüber, dass Sauerstoff zur Verbrennung fehlt.
Sauerstoff fehlt beim Dieselmotor sicher nicht, im Gegenteil, er ist in weiten Lastbereichen im Überfluss vorhanden. Das Problem ist eher die inhomogene Verteilung, dadurch entstehen fette Zonen mit lokalem Sauerstoffmangel.
Zitat:
@bbbbbbbbbbbb schrieb am 6. Juni 2015 um 01:00:57 Uhr:
[...]
Diesel schmiert gut, Benzin jedoch bekanntlich gar nicht.
[...]
Bitte nicht gute Beiträge durch so "Lieschen Müller"-Darstellung abwerten. 😉 Natürlich "schmiert" auch Benzin, Wasser etc. Es geht grundsätzlich immer um Aufbau einer hydrodynamischen Trennschicht, und das entsteht im Prinzip bei allen normalen Flüssigkeiten.
Die Viskosität von Benzin ist gegenüber Diesel halt ca. Faktor 10 niedriger und der niedrige Siedepunkt macht es in heißen Umgebungen unbrauchbar. Es "schmiert" einfach nur sehr viel schlechter. Das ist ein quantitativer Unterschied, kein qualitativer.
In Flüssigkeit-Zentrifugalpumpen wird der Läufer oftmals nur durch das Wasser im Spalt von Achse und Rotor geschmiert, wobei oft eine keramische Achse verwendet wird.
Für "Schmierung" braucht es nicht unbedingt öliges Gefühl an den Fingern.
Aber ja, bei noch höheren Drücken wurde der Schmierspalt in der HP bei den DI-Benziner wohl zu eng werden, müsste man konstruktiv andere, teure Wege gehen.
Zitat:
@martins42 schrieb am 6. Juni 2015 um 01:38:27 Uhr:
Es "schmiert" einfach nur sehr viel schlechter. Das ist ein quantitativer Unterschied, kein qualitativer.
Dass Benzin überhaupt nennenswerte schmierende Eigenschaften besitzt, war mir bisher neu. Ich werde es aber trotz seiner sicherlich überlegen guten Kriecheigenschaften sicher nicht zur Schmierung meiner Fahrradkette verwenden. 😉
Wie auch immer, die schlechtere Schmierwirkung (spürbar durch das fehlende Gefühl von Schmierigkeit) könnte in meinen Augen auch ein Grund sein, weshalb der Einspritzdruck beim Benziner nicht so einfach erhöhbar ist.
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Zitat:
@martins42 schrieb am 6. Juni 2015 um 01:38:27 Uhr:
Natürlich "schmiert" auch Benzin, Wasser etc. Es geht grundsätzlich immer um Aufbau einer hydrodynamischen Trennschicht, und das entsteht im Prinzip bei allen normalen Flüssigkeiten.
Die Viskosität von Benzin ist gegenüber Diesel halt ca. Faktor 10 niedriger und der niedrige Siedepunkt macht es in heißen Umgebungen unbrauchbar. Es "schmiert" einfach nur sehr viel schlechter. Das ist ein quantitativer Unterschied, kein qualitativer.
Die Hydrodynamik, also dass ein Trennfilm zwischen zwei gegeneinander bewegten Teilen entsteht (z. B. zwischen Welle und Lager), funktioniert natürlich schon.
Aber umso mehr das Schmiermittel an den Fingern und auch am Metall "klebt" umso mehr wirkt es auch dann wenn aufgrund geringer Geschwindigkeit noch lange keine Hydrodynamik wirkt. Dies berücksichtigt keine hydrodynamische Berechnung.
Die Hydrodynamik funktioniert schon, man muß aber auch nicht übersehen, das Schmierwirkung im herkömmlichen Sinn, also das Haften des Schmiermittels, schon auch seinen Anteil hat.
Zitat:
@bbbbbbbbbbbb schrieb am 6. Juni 2015 um 02:34:46 Uhr:
Wie auch immer, die schlechtere Schmierwirkung (spürbar durch das fehlende Gefühl von Schmierigkeit) könnte in meinen Augen auch ein Grund sein, weshalb der Einspritzdruck beim Benziner nicht so einfach erhöhbar ist.
Das mag auch sein.
Nur aufgrund des leichten Vergasens des Benzins ist der hohe Einspritzdruck auch nicht so notwendig.
Diesel dagegen muß man so fein als nur irgendwie möglich zerstäuben wenn man nicht einen Haufen Rußpartikel und Feinstaub haben will.
Beim Diesel ist der hohe Druck sehr viel zwingender.
Diesel hat eine 20% höhere Energiedichte als Benzin.
Benzin ist leichter entflammbar als Diesel.
Würde man Benzin mit noch höherem Druck einspritzen würde sich die Reaktionszeit mit dem Sauerstoff im Zylinder verschlechtern und der Rußanteil würde wieder steigen, es macht keinen Sinn das man Benzin mit mehr Druck einspritzt.
Mit 150-200bar ist bei den Direkteinspritzern Benzinern schon die max. Grenze erreicht, alles darüber würde die Rußpartikelanzahl wieder steigen lassen.
Gruß
SVEAGLE
und ich Dummerchen dachte immer, beim Benziner zündet die Zündkerze...
Wie man sich doch irren kann...
Zitat:
@martins42 schrieb am 6. Juni 2015 um 01:38:27 Uhr:
In Flüssigkeit-Zentrifugalpumpen wird der Läufer oftmals nur durch das Wasser im Spalt von Achse und Rotor geschmiert, wobei oft eine keramische Achse verwendet wird.Zitat:
@bbbbbbbbbbbb schrieb am 6. Juni 2015 um 01:00:57 Uhr:
[...]
Diesel schmiert gut, Benzin jedoch bekanntlich gar nicht.
[...]
Für "Schmierung" braucht es nicht unbedingt öliges Gefühl an den Fingern.
Das liegt aber an der Hydrodynamik.... da sich aber in den Einspritzdüsen nichts dreht oder längere Verfahrwege an irgendeiner Stelle hat, greift diese Idee der Schmierung hier so gar nicht...
Zitat:
@sveagle schrieb am 6. Juni 2015 um 09:42:50 Uhr:
Würde man Benzin mit noch höherem Druck einspritzen würde sich die Reaktionszeit mit dem Sauerstoff im Zylinder verschlechtern und der Rußanteil würde wieder steigen, es macht keinen Sinn das man Benzin mit mehr Druck einspritzt.Mit 150-200bar ist bei den Direkteinspritzern Benzinern schon die max. Grenze erreicht, alles darüber würde die Rußpartikelanzahl wieder steigen lassen.
Also das verstehe ich jetzt auch nicht.
Die Zündung wird ja beim Benziner tatsächlich durch die Zündkerze ausgelöst.
Umso besser die Durchmischung bis zur Zündung umso besser und vollständiger die Verbrennung.
Das Benzin muss nur schlecht genug sein, dann brauchst Du bei der heutigen hohen Verdichtung der GDI auch keine Zündkerze mehr😁😁😁😁😁...
... aber ob der Motor dann so läuft wie er soll...😕
SCHERZ !!!!
Absolut Quak Duske, johnnes sieht das auch richtig bei gleichwertigen Komponenten bzw. Hubräume hat der Diesel etwa 30 % mehr Leistung und weniger Verbrauch sowie dadurch einen viel höheren Wirkungsgrad ! Ebenso ein Irrglaube das Diesel nicht gut brennt wie hier oft beschrieben von manchen Usern, es gibt u.a. zig Millionen Ölzentralheizungen die genau das Gegenteil beweisen !!! BG :-€
Zitat:
@cabriofun666 schrieb am 6. Juni 2015 um 11:19:07 Uhr:
Absolut Quak Duske, johnnes sieht das auch richtig bei gleichwertigen Komponenten bzw. Hubräume hat der Diesel etwa 30 % mehr Leistung und weniger Verbrauch sowie dadurch einen viel höheren Wirkungsgrad ! Ebenso ein Irrglaube das Diesel nicht gut brennt wie hier oft beschrieben von manchen Usern, es gibt u.a. zig Millionen Ölzentralheizungen die genau das Gegenteil beweisen !!! BG :-€
Dieselmotoren haben einen etwas höheren Wirkungsgrad:
http://de.wikipedia.org/wiki/Verbrennungsmotor"Moderne Pkw-Ottomotoren erreichen im besten Arbeitspunkt (etwa in der Mitte des Drehzahlbandes und knapp unter der Volllastkurve) einen effektiven Wirkungsgrad von 36 %. Bei Dieselmotoren liegt dieser bei 43 %"
Das ist übrigens auch so ziemlich der einzige Vorteil des Dieselmotors.
Der Dieselmotor braucht bei gleichen Voraussetzungen, also z. B. in beiden Fällen Turbomotor, einen etwas größeren Hubraum um auf die gleiche Leistung zu kommen. Das liegt vor allem an der geringeren Drehzahl des Dieselmotors.
Diesel ist sehr viel schwerer entzündlich als Benzin deshalb braucht man auch die hohe Verdichtung, auch der hohe Einspritzdruck ist dafür notwendig.
Deshalb ist der Dieselmotor auch aufwendiger zu bauen und daher auch schwerer und teurer.
Die Ölheizungen zeigen nur dass hier der Diesel ebenfalls wirtschaftlicher ist. Die geringere Entzündlichkeit ist hier sogar ein Vorteil, weil der Diesel deswegen weniger gefährlich ist.
Zitat:
@gla schrieb am 6. Juni 2015 um 08:48:24 Uhr:
Nur aufgrund des leichten Vergasens des Benzins ist der hohe Einspritzdruck auch nicht so notwendig.
Diesel dagegen muß man so fein als nur irgendwie möglich zerstäuben wenn man nicht einen Haufen Rußpartikel und Feinstaub haben will.
Ich habe mir neulich mal ein paar wissenschaftliche Dissertationen bezüglich des Zusammenhanges der Produktion von Kohlenstoff im Abgas und dem Einspritzdruck beim Ottomotor durchgelesen. Nach diesen Untersuchungen, welche an einem Einzylinder - Prüfmotor mit Schauglas für den Anschluss einer Kamera stattfanden, sinkt die Rußemission mit deutlich ansteigendem Einspritzdruck stark. Ist auch bitter nötig, wenn ich mir ansehe, wie rußarm oder gar - frei die älteren Anlagen gelaufen sind. Mein Vater hat sich letztes Jahr einen neuwertigen VW Golf II 1.8 gekauft (mit einer uralten Singlepoint - Niederdruckanlage mit gerade mal 1 bar Einspritzdruck), den kann man mit 150 über die Bahn scheuchen und es sammelt sich nicht mal ein Hauch von Ruß im Endrohr an.
Zitat:
@cabriofun666 schrieb am 6. Juni 2015 um 11:19:07 Uhr:
Ebenso ein Irrglaube das Diesel nicht gut brennt wie hier oft beschrieben von manchen Usern, es gibt u.a. zig Millionen Ölzentralheizungen die genau das Gegenteil beweisen !!! BG :-€
Nimm einen Becher voll Diesel und einen Becher voll Benzin und halte eine Flamme darüber. 😉
Zitat:
@Oldironsides220 schrieb am 6. Juni 2015 um 10:54:44 Uhr:
Das liegt aber an der Hydrodynamik.... da sich aber in den Einspritzdüsen nichts dreht oder längere Verfahrwege an irgendeiner Stelle hat, greift diese Idee der Schmierung hier so gar nicht...Zitat:
@martins42 schrieb am 6. Juni 2015 um 01:38:27 Uhr:
In Flüssigkeit-Zentrifugalpumpen wird der Läufer oftmals nur durch das Wasser im Spalt von Achse und Rotor geschmiert, wobei oft eine keramische Achse verwendet wird.
Für "Schmierung" braucht es nicht unbedingt öliges Gefühl an den Fingern.
Welche andere "Idee der Schmierung" hast du denn anzubieten, die dann z.B. mit Diesel anwendbar wäre?
Und es ging an der Stelle um die HP, nicht die Düsen. In der HP macht der Kolben richtig Strecke.