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Kreisprozessberechnung OTTO Motor

Themenstarteram 15. April 2010 um 11:33

Hallo,

ich habe hier mal eine Kreisprozessberechnung durchgeführt.

Kann sich die mal jemand anschauen der ahnung hat und mir sagen

ob das so stimmt? Und wenn nicht, was falsch ist.

Downloadlink: http://www.speedshare.org/download.php?id=45ACA8CF11

Die blauen Werte sind gegeben, die roten berechnet.

 

Der eff. Mitteldruck ist somit ja nur mit der zugeführten Masse "m"

veränderbar, richtig?

Die anderen sind ja unveränderbar oder haben keinen Einfluss.

(Berechnung für Vollastbetrieb)

 

Gruß und Danke

Beste Antwort im Thema

Zitat:

Original geschrieben von golfgtitdi

 

hy,

Daten habe ich folgende:

- Mitteldruck pme 22bar (solange wie möglich aber auf jedenfall von 1500-5000/min) Leistung habe ich doch in dem sheat schon berechnet? 144 KW

- Kraftstoffverbrauch rechne ich gleich

- Luftaufwand bei 20 bar 1,0, bei 22bar 1,1

- Lamdawert habe ich leider nicht, muß der nicht 1 sein? oder zumindest so zwischen 0,9-1,1

- Temperatur nach LLK habe ich doch auch? (siehe berechung!) 130°C

- Druckverhältniss habe ich auch 2,2 maximal

- Massenstrom welcher benötigt wird ist doch auch in der Berechnung oder ist das ein anderer? ( also von der masse in der berechung den massenstrom ausrechnen mein ich)

- Antriebsleistung max. 14Nm

-Ich will ja einen theor. Lader "bauen" dazu gibt es keine Felder, leider :-(

Wenn ein Motor betrachtet wird den es so noch gar nicht gibt bleibt einem doch gar nichts anderes übrig als den Motor zunächst mal als Blackbox zu betrachten. Du versuchst mit einem idealisierten Kreisprozess, der mit einem realen Motor wenig zu tun hat, zunächst mal zu verstehen was in dieser Blackbox passiert. Zig Parameter (Reibleistung Motor, Zündwinkel, Steuerzeiten....) fehlen Dir um mit dieser Herangehensweise ein einigermaßen reales Ergebnis zu erzielen. Für Dich ist letztlich doch nur interessant wie sich diese Parameter auf den eff. spez. Verbrauch des Motors auswirken, daher -> realistische be Annahme

Ein Luftaufwand > 1 ist an aufgeladenen Motoren nicht üblich (real: 0,85 bis 1). In der Realität bewegt man sich was Temperaturen nach LLK betrifft auch eher im Bereich um 50°C.

Den Luftmassenstrom kann man auf zig verschiedenen Wegen berechnen. Die Frage ist mit welchem Weg man Ergebnisse erzielen kann die einigermaßen der Realität entsprechen. Wenn der berechnete Massenstrom dann 30-40% vom realen Wert abweicht ist eine 'theoretische Laderauswahl' nicht möglich.

Auch wenn Du Dir nur einen 'theoretischen Lader' bauen willst, mit einem real existierenden mechanischen Lader sind die von Dir angepeilten motorischen Zielwerte niemals erreichbar.

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Hallo,

Deine 'theoretischen' Betrachtungen sind bestimmt richtig. Das p-V-Diagramm eines realen Otto-Motors unterscheidet sich jedoch recht stark vom idealisierten Otto-Kreisprozess, erst recht bei einem aufgeladenen Motor.

Falls Du die Erkenntnisse Deiner Berechnungen auf einen realen Motor übertragen willst hast Du die falsche Herangehensweise ausgewählt.

Wenn Du das thermodynamische Verhalten des Verbrennungsmotors verstehen willst kann ich dir einige Fachbücher empfehlen. Ansonsten, wäre es vielleicht einfacher wenn Du hier mal schreibst was Du vor hast.

Gruß

Vanilla299

Themenstarteram 15. April 2010 um 22:25

hy,

danke ersteinmal für deine Antwort.

Wie meinst du falsche herangehensweise?

Ja ich weis, das da noch der Ladungswechselverlust und der Laderantriebsverlust fehlt.

Aber ansonsten sollten die Daten schon in die richtige Richtung gehen, oder?

Wie gesagt es ist ja ein Mustermotor oder Beispielmotor. An dem verschiedene

Lader verglichen werden sollen (Alles mech. Aufladegeräte)

Das habe ich eigentlich nur am Rande gemacht. Eigentlich wollte ich nur den Massenstrom

om aufgeladenen Motor bestimmen.

Also genauer gesagt, welcher Massenstrom bei welcher Motordrehzahl und welchem Ladedruck

benötigt wird.

Es geht um eine Theoretsiche Laderauslegung. Und dazu benötige ich ja den Massenstrom des Motors.

volumenstrom berechnen, im saugbetrieb, dann Volumenstrom * dem gewünschten ladedruck,

dann haben wir den benötigen Volumenstrom für den betriebspunkt.

Das dann noch in Massenstrom (mit den passenden temp. werten und so) umrechnen und fertig, oder?

Alter was für'n Aufriss :D

Schau bei Garrett auf der Leiste.

Dann Rückwärtsaufziehen das ganze.

Kennfeld des Laders nach Garrettvorgaben bemalen, dann über die Luftmassen die Leistungen zurück rechnen und dann ein theoretisches Leistungsdiagramm darausmachen. Alle Werte schön niedrig ansetzen, dann kriegst du auch was raus was später rauskommen könnte.

Themenstarteram 17. April 2010 um 10:29

(Alles mech. Aufladegeräte) keinTurbolader ;-)

das ist was ganz anderes-

Gruß

Beim Kompressor das selbe in Grün.

Lufaufwand und Ladedruck annehmen, dann in's Kennfeld gehen und gucken was er kann etc.

Schlucklinien wirst du ja nicht haben.

Einfach dran das Ding, rest ergibt sich. Entweder das Teil liefert genügend Luft für die Leistung die du willst oder eben nicht.

Themenstarteram 19. April 2010 um 10:00

hy,

ahm ich glaube wir reden aneinander vorbei *g*

es geht hier um eine theor. Laderauslegung für ein mech. Aufladegerät das es nicht gibt, eine Konzeptauslegung für die Schule.

Also nix mit Kennfeld etc.

1,4l motor

2,2 Druckverhältnis.

bei 1bar mitteldruck liefergrad 0,6

bei 20bar mitteldruck liefergrad 1,0

Wie gesagt. Ich mußte mir erstmal den Mustermotor (idealisiert) ausrechen. (schon gemacht) dann weis ich was der Motor braucht, und anhand diesem V-strom, kann ich doch nen Lader auslegen?

aber trotzdem danke für den Tipp mit Garett. Die

Rechnung (Volumenstrom/Massenstrom) ist ja die selbe,

also sollte zumindest meine Berechnung stimmen wenn kein

Rechenfehler drin ist.

Also erstmal, Klasse das es sowas in der Schule gibt, wundert mich zwar aber naja.

Bei allen theoretischen Auslegungen die ich beim Studium machen musste, wurden zwar idealisierte Motoren angenommen aber Kennfelder für Verdichter wurde real existierende genommen. Begründung, für "Versuchsmotoren" werden nie extra Lader (egal ob Kompressor, Gebläse oder Turbo) gefertigt. Da wird in die Schublade gegriffen und das wird dann verbaut.

Genauso würde ich auch vorgehen, ein Kennfeld berechnen dürfte den Umfang deiner Arbeit doch extrem aufpusten und auch im Aufwand sehr sehr schwer werden.

Themenstarteram 19. April 2010 um 13:21

hy,

es ist auch nicht Unterrichtstoff, sondern ein Zusatzprojekt.

Naja, den Motor habe ich ja nur dazu, dass ich eine Referenz habe auf die ich mich beziehen kann.

Sagen wir mal der Motor braucht bei 1000[1/min] 42 [m³/h] im Saugbetrieb. Fahre ich ihn jetzt mit Druckverhältnis 2, dann benötigt er ja 84 [m³/h]. Das sehe ich ja richtig, oder?

Also brauche ich jetzt einen Lader der mit diesen Volumenstrom liefert. Da habe ich verschiedene Bautypen (andere Drehzahlen, anderes Hubvolumen)

und rein um diese Muster-Referenzlinie eine Motors geht es. Wollte nur wissen ob die so in etwa dazu dienen kann. Anhand dieser kann ich dann die Verschiedenen Ladertypen vergleichen und Vor/Nachteile abwiegen und dann einen Auswählen.

Hallo,

üblicherweise geht man ein solches Problem folgendmaßen an:

z.B. Nennleistungspunkt

- Vorgabe des Betriebspunkts (Mitteldruck, Drehzahl -> Leistung)

- Abschätzung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs anhand bekannter Motoren ähnlicher Bauart, in Deinem Fall solltest Du bei ca. 330g/kWh nicht allzu weit danebenliegen

Mit diesen und anderen Annahmen (Lambda, Luftaufwand, Temperatur nach LLK...) kann man sich den Luftmassenstrom sowie den Ladedruck (Druckverhältnis) berechnen und damit dann ein ensprechendes Aufladegerät auswählen. Im Falle eines mech. Laders darf die Antriebsleistung allerdings nicht vernachlässigt werden.

Neben der Kenntnis ob ein entsprechendes Aufladegerät überhaupt geeignet ist (Druckverhältnis beim Volumenstrom xy), muss natürlich auch der Wirkungsgrad genau betrachtet werden -> Antriebsleistung Kompressor.

Wie willst Du eigentlich einen mech. Ladertyp auswählen ohne Kennfelder?

Naja du darfst die Verluste durch Ventilüberschneidung nicht vergessen.

Themenstarteram 19. April 2010 um 20:27

Zitat:

Original geschrieben von vanilla299

Hallo,

üblicherweise geht man ein solches Problem folgendmaßen an:

z.B. Nennleistungspunkt

- Vorgabe des Betriebspunkts (Mitteldruck, Drehzahl -> Leistung)

- Abschätzung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs anhand bekannter Motoren ähnlicher Bauart, in Deinem Fall solltest Du bei ca. 330g/kWh nicht allzu weit danebenliegen

Mit diesen und anderen Annahmen (Lambda, Luftaufwand, Temperatur nach LLK...) kann man sich den Luftmassenstrom sowie den Ladedruck (Druckverhältnis) berechnen und damit dann ein ensprechendes Aufladegerät auswählen. Im Falle eines mech. Laders darf die Antriebsleistung allerdings nicht vernachlässigt werden.

Neben der Kenntnis ob ein entsprechendes Aufladegerät überhaupt geeignet ist (Druckverhältnis beim Volumenstrom xy), muss natürlich auch der Wirkungsgrad genau betrachtet werden -> Antriebsleistung Kompressor.

Wie willst Du eigentlich einen mech. Ladertyp auswählen ohne Kennfelder?

hy,

Daten habe ich folgende:

- Mitteldruck pme 22bar (solange wie möglich aber auf jedenfall von 1500-5000/min) Leistung habe ich doch in dem sheat schon berechnet? 144 KW

- Kraftstoffverbrauch rechne ich gleich

- Luftaufwand bei 20 bar 1,0, bei 22bar 1,1

- Lamdawert habe ich leider nicht, muß der nicht 1 sein? oder zumindest so zwischen 0,9-1,1

- Temperatur nach LLK habe ich doch auch? (siehe berechung!) 130°C

- Druckverhältniss habe ich auch 2,2 maximal

- Massenstrom welcher benötigt wird ist doch auch in der Berechnung oder ist das ein anderer? ( also von der masse in der berechung den massenstrom ausrechnen mein ich)

- Antriebsleistung max. 14Nm

-Ich will ja einen theor. Lader "bauen" dazu gibt es keine Felder, leider :-(

Themenstarteram 19. April 2010 um 20:28

Zitat:

Original geschrieben von Haribo0815

Naja du darfst die Verluste durch Ventilüberschneidung nicht vergessen.

ideale annahme, ohne Ventilüberschneidung, also keine Spülverluste

Zitat:

Original geschrieben von golfgtitdi

 

hy,

Daten habe ich folgende:

- Mitteldruck pme 22bar (solange wie möglich aber auf jedenfall von 1500-5000/min) Leistung habe ich doch in dem sheat schon berechnet? 144 KW

- Kraftstoffverbrauch rechne ich gleich

- Luftaufwand bei 20 bar 1,0, bei 22bar 1,1

- Lamdawert habe ich leider nicht, muß der nicht 1 sein? oder zumindest so zwischen 0,9-1,1

- Temperatur nach LLK habe ich doch auch? (siehe berechung!) 130°C

- Druckverhältniss habe ich auch 2,2 maximal

- Massenstrom welcher benötigt wird ist doch auch in der Berechnung oder ist das ein anderer? ( also von der masse in der berechung den massenstrom ausrechnen mein ich)

- Antriebsleistung max. 14Nm

-Ich will ja einen theor. Lader "bauen" dazu gibt es keine Felder, leider :-(

Wenn ein Motor betrachtet wird den es so noch gar nicht gibt bleibt einem doch gar nichts anderes übrig als den Motor zunächst mal als Blackbox zu betrachten. Du versuchst mit einem idealisierten Kreisprozess, der mit einem realen Motor wenig zu tun hat, zunächst mal zu verstehen was in dieser Blackbox passiert. Zig Parameter (Reibleistung Motor, Zündwinkel, Steuerzeiten....) fehlen Dir um mit dieser Herangehensweise ein einigermaßen reales Ergebnis zu erzielen. Für Dich ist letztlich doch nur interessant wie sich diese Parameter auf den eff. spez. Verbrauch des Motors auswirken, daher -> realistische be Annahme

Ein Luftaufwand > 1 ist an aufgeladenen Motoren nicht üblich (real: 0,85 bis 1). In der Realität bewegt man sich was Temperaturen nach LLK betrifft auch eher im Bereich um 50°C.

Den Luftmassenstrom kann man auf zig verschiedenen Wegen berechnen. Die Frage ist mit welchem Weg man Ergebnisse erzielen kann die einigermaßen der Realität entsprechen. Wenn der berechnete Massenstrom dann 30-40% vom realen Wert abweicht ist eine 'theoretische Laderauswahl' nicht möglich.

Auch wenn Du Dir nur einen 'theoretischen Lader' bauen willst, mit einem real existierenden mechanischen Lader sind die von Dir angepeilten motorischen Zielwerte niemals erreichbar.

Themenstarteram 20. April 2010 um 21:23

Zitat:

 

Den Luftmassenstrom kann man auf zig verschiedenen Wegen berechnen. Die Frage ist mit welchem Weg man Ergebnisse erzielen kann die einigermaßen der Realität entsprechen. Wenn der berechnete Massenstrom dann 30-40% vom realen Wert abweicht ist eine 'theoretische Laderauswahl' nicht möglich.

um den Luftmassenstrom zu berechnen, benötige ich ja nur den Volumenstrom, dass Druckverhältnis und die Temperatur. Das sollte ja stimmen.

Und den Massenstrom vom Motor rechne ich doch auf die gleiche weise aus? Masse, Volumenstrom, Druck und Temperatur in der Kammer, Oder?

 

Das mit den angegebeneb werten lass mal meine sorgen sein, ;-) mach dir darüber keine Sorgen :-)

 

Das Problem ist, eigentlich brauch ich ja garkeinen Motor, ich benötige nur einen Vergleichsvolumenstrom ob der real ist oder nicht, ist eigentlich egal. Dazu noch das Druckverhältnis. Und das am besten von einem 1,4l Motor mit werten die nicht so weit weg sind (TSI oder sowas)

Ich muß ja nur einen Lader auslegen, da habe ich verschiedene Konzepte, die muß ich anhand der vorgegebenen Sollvolumenstrom ja vergleichen, dann seh ich was welcher wo für vorteile hat.

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