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Technische Verständnisfrage zum Verbrennungsmotor
Ich habe ein paar Fragen, die aufeinander aufbauen. Deswegen fange ich mal von vorne an. Entsprechend den Antworten erledigen sich dann meine Folgefragen oder nicht.
Ich fange mal an:
Das Verdichtungsverhältnis eines Lanhubers ist üblicherweise höher als das eines Kurzhubers.
Diese Annahme konnte ich bisher nicht verifizieren, aber rein aufgrund der Logik, die mir durch den Kopf geht, müsste es so sein.
Ist das korrekt?
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@flat_D schrieb am 9. Februar 2016 um 21:58:19 Uhr:
Wobei das Wort Ladedruck leicht missverstanden werden kann. Bei den meisten Turbomotoren ist der Ladedruck geringer, als der normale Umgebungs-Luftdruck. Es handelt sich also gar nicht um einen echten Überdruck. Ladedrücke von 0,7 bis 0,9 sind durchaus üblich. Das liegt daran, daß der Motor beim Ansaugen einen erheblichen Unterdruck erzeugt, gegen den ein Turbolader erstmal anblasen muß. Der Kolben saugt den Anlaßtrakt leer und der Turbolader kann nicht genug Luft fördern, um einen echten Überdruck zu erzeugen. Das gilt natürlich nicht für Rennmotoren, wo auch Ladedrücke von schätzungsweise 3 bis 5 bar üblich sind.
Saugmotoren haben durch den (geringen) Umgebungsluftdruck (durch den Luftfilter hindurch und den ellenlangen Ansaugweg, an der Drosselklappe vorbei) einen Saugrohrdruck von vielleicht 0,3 bis 0,5 bar, also deutlich unterhalb des normalen Luftdrucks.
Aua, jetzt tut's richtig weh!
1.) Bei einem Saugmotor liegt bei voll geöffneter Drosselklappe der Saugrohrdruck nur knapp unterhalb des Umgebungsdruckes. Bei Normluftdruck von 1013 mbar also bei ca. 950 bis 980 mbar.
2.) Der Ladedruck wird im Allgemeinen nicht als Absolut- sondern als Relativdruck angegeben. Also als der Druck, den der Turbolader gegenüber dem Umgebungsdruck anhebt. Bei 0,5 bar Ladedruck beträgt der Absolutdruck im Saugrohr also 1,5 bar.
Und wenn der Turbolader es nicht mal schafft, genug Luft zu fördern, um einen echten Überdruck zu erzeugen, dann gehört er auf den Schrott. Gleich neben Deine Ausführungen da oben :D
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64 Antworten
Also ich lern grad für die Verbrennungsmotorenklausur, da steht davon nix drin :)
Da steht beim Kurzhuber, dass die Kolbengeschwindigkeit geringer ist, die Bohrung größer und er sich besser für 4-Ventiltechnik eignet. Auf die Verdichtung wird nicht eingegangen
Außerdem ist es im Ermessen der Konstrukteurs, wie hoch er die Verdichtung ansetzt und das ist ja nur das Verhältnis von (Maximalvolumen-Minimalvolumen)/Minimalvolumen. Das kann er ja eigentlich festlegen wie er will.
Aber wie gesagt, lerne noch :) kein Experte :)
Nein.
Das (geometrische) Verdichtungsverhältnis ist das Hubvolumen + Brennraumvolumen dividiert durch das Brennraumvolumen. Hat mit Lang- oder Kurzhuber nichts zu tun.
Deshalb konntest Du Deine These auch nicht verifizieren.
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 9. Februar 2016 um 19:52:28 Uhr:
Nein.
Das (geometrische) Verdichtungsverhältnis ist das Hubvolumen + Brennraumvolumen dividiert durch das Brennraumvolumen. Hat mit Lang- oder Kurzhuber nichts zu tun.
Deshalb konntest Du Deine These auch nicht verifizieren.
Kannst du mir sagen, worin der Unterschied zwischen Hubvolumen und Brennraumvolumen besteht?
Hubvolumen = Kolbenfläche * Hub
Brennraumvolumen = Volumen, das übrig bleibt, wenn der Kolben am oberen Totpunkt steht
Der Brennraum ist der Teil des Zylinders, der oben übrig bleibt, wenn der Kolben seine höchste Position erreicht hat. Der Hubraum ist genau der Raum im Zylinder, den der Kolben zwischen oberem und unterem Totpunkt zurücklegt, also den er mit seinem Hub vergrößern oder verkleinern kann (bis auf Null). Das Zylindervolumen ist Hubraum + Brennraum.
Moin,
das Hubvolumen ist das Volumen zwischen Kolben-UT und Kolben-OT.
Das Volumen, das sich bei OT über dem Kolben befindet, ist das Brennraumvolumen.
Einfach genug ausgedrückt?
Gruß
PS.: Zu langsam;)
Übrigens wird die Verdichtung auf Grundlage der anderen Eigenschaften eines Motors vorher festgelegt. Beim Diesel mit Verdichtung zwischen 1:15 bis 1:22 und beim Benziner zwischen 1:9 und 1:12, etwa, Cirkawerte. Beim Diesel ist mehr Verdichtung möglich und nötig, wegen und für die Selbstentzündung des Gemisches. Beim Benziner darf keine Selbstzündung stattfinden, weshalb hier die Verdichtung reduziert wird. Ein Turbolader bläst zusätzlich Gase in den Zylinder, weshalb hier nochmals leicht reduzierte Verdichtung nötig ist.
Irgendwie verstehe ich das nicht so ganz. Um so länger, bzw. um so größer ich den Hub bzw. länger en Zylinder mache, um so größer müsste doch das Verdichtungsverhältnis sein?
Ich denke da gerade an eine Fahrradpumpe. Riesiger Kolbehub, geringe Bohrung, für möglichst hohe Verdichtung. Um so mehr Verdichtung man braucht, um so länger die Fahrradpumpe. Eine Fahrradpumpe als Quadrathuber würde nicht mal für ein Hollandrad reichen.
Das scheint aber so nicht übertragbar zu sein. Ich kapiere aber nicht warum.
Deine Annahme stimmt nur, wenn der Brennraum gleich bliebe. Wenn Du aber den verbleibenden Brennraum im selben Verhältnis prozentual ebenfalls größer machst, was ja technisch kein Problem ist, dann bleibt das Verhältnis Hubraum zu Brennraum gleich und damit auch die Verdichtung. Ein Langhuber hat andere Vor- und Nachteile. Vorteil ist die bessere Ausnutzung der Verbrennungsenergie, damit steigt der Wirkungsgrad. Nachteil sind die geringere Höchstdrehzahl und die hohe mittlere und maximale Kolbengeschwindigkeit. Und eben auch die kleinere Zylinderbohrung, die damit auch weniger Fläche für die Ventile oben im Brennraum läßt, weshalb bei Langhuber mit kleinem Hubraum 4 Ventile pro Zylinder nicht mehr sinnvoll unterzubringen sind bzw. diese sehr kleine Durchmesser hätten, was insgesamt den Gaswechsel negativ beeinflusst.
Zitat:
Irgendwie verstehe ich das nicht so ganz. Um so länger, bzw. um so größer ich den Hub bzw. länger en Zylinder mache, um so größer müsste doch das Verdichtungsverhältnis sein?
Es kommt auf den Brennraum drauf an!
Hast du nen Zylindervolumen von 0,5 Litern und der Brennraum wäre auch 0,5Liter groß wie hoch ist dann die Verdichtung?
Beim Lesen des Themas ergab sich mir die Frage: Daß man beim Dieselmotor keine Zündkerze brauch, weil er selbstzündend ist, ist klar aber warum läßt man einen Benziner nicht selbstzündend laufen. :confused:
Ich habe mal eine Graphik zusammenbebastelt.
Links der Langhuber, rechts der Kurzhuber. Das Grüne ist der Hub des Kolbens, das Gelbe ist der Verbrennungsraum (jenes Volumen, das im Zylinder übrig bleibt, wenn der Kolben ganz oben ist).
Die Maße sind zwar realitätsfern sollen aber mal verdeutlichen, wie das Verdichtungsverhältnis zustande kommt.
Ganz einfach ausgedrückt
Hub des Kolbens + Höhe des Verbrennungsraumes / Höhe des Verbrennungsraumes = Verdichtung
Ganz genau müssen natürlich die entsprechenden Volumen dividiert werden, da ja diverse konstriktive Variationen nicht mit dieser einfachen graphischen Darstellung konform gehen.
Vielleicht mal so erklärt.
Du führst den Kolben in die unterste Stellung und füllst jetzt den Zylinder mit einer Flüssigkeit / Füllmemge A
Jetzt führst du den Kolben in die oberste Position und füllst den Zylinder ebenfalls mit Flüssigkeit / Füllmenge B
Füllmenge A / Füllmenge B = Verdichtung
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 9. Februar 2016 um 21:03:10 Uhr:
Ich habe mal eine Graphik zusammenbebastelt.
Links der Langhuber, rechts der Kurzhuber. Das Grüne ist der Hub des Kolbens, das Gelbe ist der Verbrennungsraum (jenes Volumen, das im Zylinder übrig bleibt, wenn der Kolben ganz oben ist).
Die Maße sind zwar realitätsfern sollen aber mal verdeutlichen, wie das Verdichtungsverhältnis zustande kommt.
Ganz einfach ausgedrückt
Hub des Kolbens + Höhe des Verbrennungsraumes / Höhe des Verbrennungsraumes = Verdichtung
Ganz genau müssen natürlich die entsprechenden Volumen dividiert werden, da ja diverse konstriktive Variationen nicht mit dieser einfachen graphischen Darstellung konform gehen.
Vielleicht mal so erklärt.
Du führst den Kolben in die unterste Stellung und füllst jetzt den Zylinder mit einer Flüssigkeit / Füllmemge A
Jetzt führst du den Kolben in die oberste Position und füllst den Zylinder ebenfalls mit Flüssigkeit / Füllmenge B
Füllmenge A / Füllmenge B = Verdichtung
Vielen Dank. Mit so einer Grafik hatte ich in Paint auch schon angefangen, dann aber aufgehört, weil ich mir nicht sicher war, korrekt zu zeichnen. In deinem Bild erkenne ich sofort, warum das Verdichtungsverhältnis in beiden Fällen ungefähr das selbe ist. Ich ging nämlich davon aus, dass bei beiden Modellen die Länge des Verbrennungsraumes die selbe ist. Ist sie aber nicht. Beim Langhuber bleiben 5 cm übrig, beim Kurzhuber 1cm. Wenn ich jetzt frage, warum man beim Langhuber viel mehr Platz lässt, wäre die Antwort wahrscheinlich, "damit beide das selbe Verdichtungsverhältnis haben". Was dann meine Frage beantwortet. Der OT wird wesentlich früher erreicht, als mechanisch möglich wäre.
Jetzt darf ich zu meinen weiterführenden Fragen kommen. Ist die Kompression (nicht das Verdichtungsverhältnis) in einem Turbomotor höher als in einem Saugmotor?