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Grundeinspritzmenge/Zeit bezügl. Drehzahl
Hallo miteinander,
Ich habe heute gelernt, dass bei gleichbleibender Last und steigernder Drehzahl sich die Einspritzmenge/Arbeitsspiel verringern würde.
Nach einer Weile des "nicht verstehens" bin ich auf den Entschluss gekommen es in Frage zu stellen was mir da nun beigebracht wurde.
Leider kamen wir innerhalb des Unterrichts wohl nichtmehr auf die Lösung (War kurz vor Unterrichtsende und der Lehrer war selbst auch noch verwirrt).
Wenn wir von "Last" sprechen, dann gehe zumindest ich mal davon aus, dass damit entweder die Luftmasse oder die Drosselklappenstellung gemeint ist. Demnach also muss der Motor, egal ob bei 2000 1/min oder bei 4000 1/min bei gleicher Last, also gleichbleibender Luftmasse bzw. Drosselklappenstellung, immer die selbe Einspritzmenge für jeden Arbeitsspiel aufbringen damit auch die passende Kraftstoffmenge zur Luft sichergestellt ist und somit auch Lambda 1 erreicht wird oder etwa nicht?
Im Unterricht wurde über dieses Thema im Allgemeinen gesprochen, also es wurde nicht zwischen "Common Rail" oder "Saugrohreinspritzung" unterschieden bzw. Otto und Dieselmotor.
Ich bin bei meinem Gedanken von einem Ottomotor mit Multipointeinspritzung ausgegangen.
Genauer meinte der Lehrer es würde sich die Einspritzzeit passend zur immer höher werdenden Drehzahl verkürzen. Wenn das so wäre müsse dann ja der Kraftstoffdruck erhöht werden damit die selbe Kraftstoffmenge eingespritzt wird oder etwa nicht? Der Füllungsgrad ist ja "in etwa" der selbe (Bei Saugermotoren müsste sich der Füllungsgrad ja verbessern bei hoher Drehzahl bzw. im Nennleistungsbereich - da müsste er ja sogar noch mehr einspritzen) bei z.B. 50% egal ob 2000 1/min oder 5000 1/min..
Ich weiß nicht ob ich nun iwo den Denkfehler habe oder er oder ob wir irgendwelche Größen vergessen haben.
Vielen dank euch schonmal.
Gruß
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10 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von Steggesepp
Hallo miteinander,
Ich habe heute gelernt, dass bei gleichbleibender Last und steigernder Drehzahl sich die Einspritzmenge/Arbeitsspiel verringern würde.
(...)
Wenn wir von "Last" sprechen, dann gehe zumindest ich mal davon aus, dass damit entweder die Luftmasse oder die Drosselklappenstellung gemeint ist. Demnach also muss der Motor, egal ob bei 2000 1/min oder bei 4000 1/min bei gleicher Last, also gleichbleibender Luftmasse bzw. Drosselklappenstellung, immer die selbe Einspritzmenge für jeden Arbeitsspiel aufbringen damit auch die passende Kraftstoffmenge zur Luft sichergestellt ist und somit auch Lambda 1 erreicht wird oder etwa nicht?
Hier ist wichtig, was unter Last verstanden wird! Wenn mit Last=Drosselklappenstellung gemeint ist, ist das was ganz anderes, als wenn geforderte Leistung gemeint ist. Bei gleicher Klappenstellung, kann der Motor je nach Drehzahl, ganz andere Leistung abgeben. Die Motorkennlinie, gibt dies wieder.
Wenn ein Motor bei 1.800 UpM 35-50kW abgeben kann, so kann er bei 4.500 UpM auch mal 120kW abgeben.
Die Last ist entsprechend nicht konstant! Bei konstanter Last/Leistungsabgabe, würde sich die Klappenstellung entsprechend ändern!
MfG
Was Sie meinen ist wohl, dass wenn man bei 2000 1/min z.B. 70kw hat, bei 3000 1/min weniger, also kürzer einspritzen muss um ebenfalls auf 70kw zu kommen, bzw. bei 4000 1/min wiederum noch weniger (Bei einem Benziner).
Wie ich schon oben schrieb - was nun unter "Last" verstanden wurde ist mir unklar, dem Lehrer wahr bzw. ist wohl auch unklar was die Schüler und was er darunter verstanden hat.
Da wir aber vor kurzem erst die Grundgrößen zur Bestimmung der Einspritzmenge durchgenommen haben (als Beispiel die Drehzahl und Last (Luftmasse z.B.)) ging ich davon aus, dass er dann natürlich auch die Last meint. -> In gegebenem Fall müsste aber dann meine Beschreibung zutreffen oder? Bei gegebener Last, also Drosselklappenstellung bzw. Luftmasse ist es egal welche Drehzahl der Motor hat, er wird immer die gleiche dazu passende Menge einspritzen oder (Natürlich abgesehen von den restlichen Parametern die Einfluss nehmen wie z.B. dass er im Volllastbereich anfettet etc.).
In anderem Falle, dass mit "Last" die geforderte Leistung gemeint ist, müsste man ja beim Beschleunigen immer weiter vom Gaspedal runtergehen sodass die Leistung des Motores gleich bleibt, dann würde weniger Luft pro Arbeitsspiel angesaugt werden und die Einspritzmenge sinken und die Einspritzzeit verkürzt werden. So wäre mir alles klar.. Jetzt nurnoch dem Lehrer klar machen, solange ich das nun richtig verstanden habe^^
Zitat:
Original geschrieben von Steggesepp
(als Beispiel die Drehzahl und Last (Luftmasse z.B.)) ging ich davon aus, dass er dann natürlich auch die Last meint. -> In gegebenem Fall müsste aber dann meine Beschreibung zutreffen oder? Bei gegebener Last, also Drosselklappenstellung bzw. Luftmasse ist es egal welche Drehzahl der Motor hat, er wird immer die gleiche dazu passende Menge einspritzen oder (Natürlich abgesehen von den restlichen Parametern die Einfluss nehmen wie z.B. dass er im Volllastbereich anfettet etc.).
Das verstehe ich nicht ganz! Wieso vergleichst du Last mit Luftmasse? Last ist nicht mit Luftmasse zu vergleichen. Dies, hat nichts mit Last zu tun.
Wenn Drehzahl steigt/variiert und Luftmasse gleich bleibt, ändert sich nicht die Last. Allerdings, ändert sich die Leistung und das Drehmoment des Motors. (Die Leistung ändert sich, auch wenn die Einspritzmenge gleich bleibt!)
MfG
Ich habe gelernt dass Last = Luftmasse bzw. Drosselklappenstellung. Das was ich meinte haben Sie auch nochmal wiederholt:
Wenn Drehzahl steigt/variiert und Luftmasse gleich bleibt, ändert sich nicht die Last.
Daraus schließe ich, dass er unabhängig von der Drehzahl immer die gleiche Kraftstoffmenge einspritzt.
Zitat:
Original geschrieben von Steggesepp
Last = Luftmasse bzw. Drosselklappenstellung (...)
Wenn Drehzahl steigt/variiert und Luftmasse gleich bleibt, ändert sich nicht die Last.
Last, ist nicht die angeforderte Leistung über die Pedalstellung! Last, ist eine definierte Leistung. Diese ist bei einer bestimmten Fahrsituation konstant und ändert sich nicht mit der Luftmasse, sondern mit Änderung des Fahrzustandes. (Drehzahl, Geschwindigkeit, etc.!)
Die Last ändert sich nicht! Aber Leistung. Die Luftmasse pro Arbeitszyklus kann gleich bleiben, was eine fast konstante Einspritzmenge bedeutet. Um eine bestimmte Drehzahl zu halten, ist ein anderes Drehmoment und Leistung erforderlich.
Kann es sein, dass dein Lehrer von Lastanforderung bzw. Lastzustand gesprochen hat?
MfG
So heute im Unterricht habe ich meine Situation geschildert und der Lehrer hat gemerkt dass er einen Denkfehler hatte.
Die Sache ist die, er meinte mit Last die Drosselklappenstellung. Ich konnte ihm dann anhand einer Formel zeigen das sich eben bei gleicher Stellung, also gleicher angesaugter Luftmasse pro Arbeitsspiel die Einspritzmenge so ziemlich die gleiche bleibt, ausgeschlossen von diversen kleinen anderen Faktoren die die Einspritzmenge natürlich noch beeinflussen (z.B. spezifischer Kraftstoffverbrauch), aber auf jedenfall wurde wiederlegt dass bei gleicher Last, also Drosselklappenstellung, bei steigender Drehzahl sich die Einspritzmenge verringert.
Die Kraftstoffeinspritzmengen-Formel extrem vereinfacht ist einfach nur Leistung / Drehzahl. Da ein Motorleistungsdiagramm immernur von 100% Drosselklappenstellung ausgeht haben wir das dann im Falle einer 100%igen Last dargestellt.
Genommen haben wir einen Motor der bei 2000 1/min 45kW aufweist hat er einen Wert von (45/2000) 0,0025. Besagter Motor hat nun bei 5000 1/min ca. 130kW = 0,0026. Wie man sieht sind die Werte gleich. Bei der Formel geht es nicht um die Einspritzmenge aber man sieht dass zumindest der Wert der eingespritzt wird, der selbe ist.
Er hatte sich dann so korrigiert wie schon oben geschildert wurde, dass wenn man bei steigender Drehzahl die Leistung konstant gleich halten will (z.b. 40kW) sich dann die Einspritzmenge verkürzt - was natürlich bedeuten würde dass man dann vom Gaspedal runtergehen muss umsoweiter sich die Drehzahl steigt.
Also dann. Vielen dank fürs lesen!
Die Einspritzmenge wird über die Einspritzzeit und den Kraftstoffdruck geregelt. Sobald die Drosselklappe aufgerissen wird, steigt der Kraftstoffdruck an, wird die Klappe geschlossen sinkt der Druck wieder ab.
Maßgeblich ist also der Saugrohr-Unterdruck beim Saugmotor und zusätzlich der Saugrohr-Überdruck bei aufgeladenen Motoren für die Einspritzmenge beteiligt.
Bei Deinem Beispiel bleibt die Einspritzzeit fast gleich...aber der Kraftstoffdruck an den Düsen steigt an, die Menge wird also grösser.
Mehr Leistung erfordert auch mehr Kraftstoff. Wo soll sonst die Energie herkommen???
20 Ponies fressen auch mehr Hafer, wie 2 Ponies, oder?...
Hi,
ist ja schon etwas älter der Thread, aber doch offenbar erschreckend aktuell, weil es ein Kernproblem diese Forums trifft:
Ich glaube Dein Lehrer hat sich da falsch verbessert.
Grundlegend sollte man bei Last die angeforderte Leistung sehen. Du trägst eine Last auf dem Rücken in Deinem Rucksack als Beispiel.
Die bleibt natürlich bei unserer Betrachtung immer gleich schwer.
Wenn Du nun einen großen Schritt von 1,5 Metern machst, verbrauchst Du genausoviel Energie wie bei zweien von 75 Zentimetern. Pro kleinen Schritt also halb soviel wie bei einem großen. Das meinte er, das war richtig.
Liefert Dein Motor 10kw bei 2000 Umdrehungen, spritzt er pro Umdrehung doppelt so viel ein wie bei 10kw mit 4000.
Aber, das war nun völlig abstakt.
So, was nun ein Problem ist, einmal gibt es eine völlig abstrakte Betrachtungsweise und einmal eine der Realität angepasste.
Das Problem im Unterricht ist immer, das einige (oft die Mehrheit) nicht abstrakt denken können. Das bedeutet, sie versuchen immer ihre praktischen Beobachtungen einzubringen.
In der Realität kommst Du bei großen Schritten schnell ins schwitzen, was bedeutet das Du schneller müde wirst, der Energieverbrauch wird aufgrund des schlechteren Wirkungsgrades also höher. Die abstrakte Betrachtung stimmt also nicht mehr. Das Problem eines 800 Meter Läufers sich seine Kraft optimal einzuteilen.
Zurück zum Motor, der nun mal nicht abstrakt funktioniert.
Der Motor wird also aufgrund der höheren Reibung mehr Sprit verbrauchen, die Einspritzmenge nicht genau halbiert, sondern etwas höher sein.
Außerdem steigt die Drosselung durch höhere Luftgeschwindigkeiten, was genauso wie der höhere Abgasgegendruck Mehrverbrauch bedeutet.
Aber auch das ist nur bei sehr oberflächlicher Betrachtung richtig. Praktisch wird der Motor bei einer höheren Drehzahl einen anderen Wirkungsgrad haben. Das hängt nun nur von seiner Konstuktion ab, ob er bei 4000 und unseren 10kw einen niedrigeren spezifischen Verbrauch (Liter pro Kikowattstunde) hat als bei 2000. Das liegt vor allen an den Steuerzeiten und den Resonanzen im Ansaugtrakt, teilweise aber auch der Auspuffanlage (ja, nicht nur beim 2-Takter!).
Auch sind die Verluste der Verbrennung über die Oberflächen in Brennraum, Kolben und Zylinder bei höheren Drehzahlen niedriger.
So, die abstrakte Betrachtung kannst Du begreifen, die praktische wirst Du, selbst wenn selbst Du einen guten Abschluß machst, nur bedingt verstehen.
Dazu ist das zu komplex und bei jedem Motor anders konstruiert.
Denke mal an elektrische Ventilbetätigung, Turboaufladung, adaptive Motorsteuerungen. Dort mußt Du jeden Motor in seinen verschiedenen Betriebszuständen neu verstehen. Glaube nicht das Dein Lehrer das kann!
Motoren werden heute von riesigen Teams entwickelt, bis ein neuer in ein Serienauto kommt, haben da tausende von hochqualifizierten Technikern, Programmierern und Wissenschaftlern ihren Beitrag geleistet. Ein einzelner Mensch ist nicht in der Lage jedes Detail zu verstehen. Dazu sitzt bereits in einem Kolben oder einer Einspritzdüse zu viel Know How drin, ganz zu schweigen von einer Motronic und ihrer Programmierung.
Das alles aber entscheidet über die Eigenschaften des kompletten Endproduktes.
Übrigens ist dehalb die Betrachtung "Last gleich Drosselklappenstellung" im Unterricht schwer zu benutzen, weil sich durch die Drosselung an der Klappe in der Realität wieder ganz andere Zustände ergeben. Die sind dann eben nicht mehr ohne die Betrachtung dutzender konstruktiver Parameter eindeutig zu bestimmen.
Wäre bei Betrachtung eines Motors völlig ausreichend für eine Diplomarbeit, aber nichts für eine Unterrichtsstunde!
Gruß, auch an den Lehrer!
Danke für deine Stellungnahme. Man fängt immer bei der Grundlage an, so auch in diesem Falle und die Grundlage hat in diesem Beispiel auch gestimmt. Ich habe ja geschrieben dass es diverse andere Einflüsse gibt, die den Motor noch in der Einspritzmenge, in der Leistung und vielem mehr natürlich beeinflussen, jedoch die Grundlage bleibt bei jedem Motor die Selbe.
Wie oben schon geschrieben, und da war eben der "Denkfehler" in der Sache, ist es in der Grundlage eben so, dass bei unterschiedlicher Drehzahl aber voller Last die Einspritzmenge in jedem Arbeitsspiel dennoch die Selbe bleibt, da man ja davon ausgehen darf dass bei jeder Drehzahl bei voller Last (Eben ausgenommen von Schwingrohren, Turboaufladung, Reibungen etc. - eben die Grundlage) die gleiche Luftmasse angesaugt wird und eben auch dann die selbe Kraftstoffmenge.
Was er uns eben sagen wollte, und das wiederhole ich nochmal, ist, dass wenn man die Leistung konstant halten will (Beispielhaft 30kW) und die Drehzahl ändert, dass man dann bei steigender Drehzahl (Bis zum Motor seiner Nennleistung in einem bestimmten Drehzahlbereich) immer weiter vom Gas gehen müsste um die Leistung gleich zu halten, daraus folgert sich eben dass durch das Gaswegnehmen die Drosselklappe weiter schließt, weniger Luftmasse angesaugt wird und daraus folglich eben kürzer, also weniger, eingespritzt wird.
Das ist Grundlage aber die ist dennoch Regel. Reibung, Wirkungsgrad, Luftverwirbelungen etc. sind alles Einflüsse, die die Grundlage beeinflussen aber nicht verändern.
Hallo!
Da sind wir uns völlig einig, nur sind in den letzten Jahren die Motoren so weiter entwickelt worden, das manche Grundlagen fast keine Bedeutung mehr haben. Denke mal an Formel 1 Motoren, die Füllgrade haben die weit über 100% gehen.
Was ich sagen will: Wenn Du theoretische Betrachtungen mit praktischen Beispielen mischt, funktioniert heute keine Betrachtung mehr.
Deine Drosselklappe ist bei einigen Benzinmotoren inzwischen immer offen, womit für einen solchen Motor bereits der Ansatz nicht mehr taugt.
Denn statt einem Öffnungswinkel, mußt Du nun Strömungen an einem Ventil über die Zeit und den Hub berechnen. Essig mit schließender Drosselklappe.
Was ist jetzt Grundlage, was Einfluss?
Genau das ist der Grund, warum man in einem Forum, bevölkert von Laien, Halblaien und Handwerkern, die alle ihre speziellen, aber völlig unwissenschaftlichen Betrachtungsweisen haben, am Ende nur Chaos und Streit rauskommen kann. Dummerweise ist Disziplin in der Diskussion vielen nicht gegeben. Klar, wenn man den ganzen Tag nur angebrüllt und in den A...sch ngetreten wird, in der persönlichen Arbeitswelt.
Von denen, die sich nur als Trolle profilieren wollen, einmal ganz abgesehen. Denen geht es darum fruchtbare Threads zu zerstören. Gibt es leider viel zu viele von.
Leider sind die Moderatoren, die für Ordnung schaffen sorgen sollten, völlig überfordert, weil sie natürlich fachlich nicht in jedem Fall Bescheid wissen können und oft die falschen treffen oder verzweifelt gleich den Thread schließen.
Gruß!