Dieselmotor

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Was machen Wärmekraftmaschinen:	Wärme → mechanische Energie (Kreisprozess)
4 schritte Arbeitsprinzip:	Ansaugen - Verdichten - Arbeite-Ausstoßen
Unterscheidung von 2 Arten KraftMaschienen zwischen:	Verbrennungsmotoren Strömungsmaschinen (Turbomaschinen)
Dieselmotoren: stationär:	Zündstrahlmotoren (Biogas – BHKW) Pflanzenöl – BHKW
Dieselmotoren: mobil:	unmodifizierte Dieselmotoren → Betrieb mit Biodiesel, in Zukunft auch mit BtL-Kraftstoffen modifizierte Dieselmotoren → Betrieb mit Pflanzenöl
Ottomotoren: stationär:	Gasmotoren (Biogas – BHKW)
Ottomotoren: mobil:	Flex-Fuel-Motoren (Ethanol)
Grundsätzlicher Aufbau von 4-Takt Hubkolbenmotoren:	Image: Unbenannt (image/png)
Was ist ein Viertaktmotor?	Hubkolben-Verbrennungsmotor, der für den Kreisprozess vier Takte benötigt.
Eigenschaften 4 takt Motor	Ein- und Auslassventile • Schmierung durch Motoröl • niedriger Kraftstoffverbrauch, gute Abgaswerte • geringere Leistungsdichte • höherer Platzbedarf, mehr Gewicht • aufwändigerer Aufbau
Was ist ein Zweitaktmotor:	Hubkolben-Verbrennungsmotor, der für den Kreisprozess im Gegensatz zum Viertaktmotor nur eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbens (1 Kurbelwellenumdrehung) benötigt.
Eigenschaften Zweitaktmotor	Keine Ventile • Gemischschmierung • Einfach, kostengünstig und leicht • Vor allem Otto- aber auch große Zweitakt-Dieselmotoren für LKW‘s, Schiffe • höherer Kraftstoffverbrauch, schlechtere Abgaswerte • hohe Leistungsdichte
Dieselmotor Fakten:	1892 von Rudolf Diesel bei MAN erfunden Innere Gemischbildung Hohes Verdichtungsverhältnis Selbstzündung Gleichdruckverbrennung Qualitative Regelung der Motorleistung (über eingespritzte Kraftstoffmenge bei konstanter Luftmenge)
Seiliger-Prozess: Arbeitsschritte Image: Unbenannt (image/png)	(1 - 2) Der Kolben bewegt sich zum oT. Die Luft im Kolben wird verdichtet. Es wird Arbeit an der Luft verrichtet. (2 - 3) Dieselkraftstoff wird in den Brennraum eingespritzt. Durch hohe Temperatur der komprimierten Luft entzündet sich das Gemisch und die innere Energie des Brennstoffs wird in Form von Wärme freigesetzt, in diesem Prozessschritt zunächst isochor. (3 - 4) Durch die andauernde Verbrennung wird der Druck so weit erhöht, dass sich das Verbrennungsgemisch ausdehnt und der Kolben sich zum uT bewegt. Dabei wird mechanische Arbeit am Kolben geleistet, die an der Kurbelwelle abgenommen und genutzt wird. (4 - 5) Das Verbrennungsgas entspannt sich bei gleichbleibender Entropie. Das Volumen des Verbrennungsgases steigt an, bis der Kolben den uT erreicht. Bis dahin wird am Kolben mechansiche Arbeit geleistet. (5 - 1) Das Auslassventil wird geöffnet und das heiße Abgas wird aus dem Brennraum ausgeschoben. Dabei wird Energie in Form von Wärme abgeführt.
Was steigert den Wirkungsgrad des Dieselmotors :	→ Je höher das Verdichtungsverhältnis und je niedriger das Einspritzverhältnis , bzw. je höher die Wärmedifferenzen desto besser der thermische Wirkungsgrad!
Aus p(V)- und T(S)-Diagrammen kann man berechnen..	theoretische thermische Wirkungsgrad als Funktion der Volumen- bzw. Temperaturverhältnisse theoretischer thermischer Wirkungsgrad von ca. 64 % In der Praxis reale Wirkungsgrade 45 %
Ventilsteuerzeiten	Nocken öffnen und schließen die Ventile (Schließ- und Öffnungszeiten) beziehen sich auf Kurbelwellenstellung. Kurbelwelle treibt Nockenwelle über Zahnriemen an Beim 4-Takter ein Arbeitsspiel = 720 ° (zwei Umdrehungen) Ventilsteuerzeiten in „Grad Kurbelwellenwinkel“
Brennverfahren: Direkteinspritzmotoren Image: Capture (image/png)	Höherer η als Kammermotoren Einspritzung direkt in den im Kolben integrierten Brennraum Zerstäubung, Erwärmung, Vermischung des Kraftstoffs mit Luft in sehr kurzer Zeit sehr hohe Einspritzdrücke (- 2200 bar) In modernen NKW und PKW häufigstes Einspritzverfahren!
Vorkammerverfahren Image: Capture (image/png)	Einspritzung des KS in heiße Vorkammer im Zylinderkopf rel. niedriger Druck (-450bar) einsetzende Verbrennung treibt Gemisch in den Hauptbrennraum gut für Pflanzenölbetrieb geeignet
Wirbelkammerverfahren Image: Capture (image/png)	Einspritzung und Einleitung der Verbrennung in Wirbelkammer während Verdichtung Wirbelbildung in der eindrigenden Luft KS durchdringt Luftwirbel und trift auf heiße Wandzone sehr gut für Pflanzenölkraftstoff geeignet
M-Verfahren Image: Capture (image/png)	Direkteinspritzverfahren mit Muldenwandanlagerung KS wird mit rel. geringem Druck auf die Wandung im Brennraum gespritzt sehr homogene Gemische möglich
Moderne Hochdruckeinspritzung – Common Rail Technologie Image: Capture (image/png)	Hochdruckspeicher-Einspritzsystem • Hochdruckpumpe • Druckspeicher • Injektoren
Betrieb von Dieselmotoren mit Biodiesel: sämtliche Elastomere und Kunststoffe müssen gegen was beständig sein?	FAME
idealerweise Anpassung von was?	Motorkennfeld (Erkennung über FAME-Sensor)
Was muss eingehalten werden beim Biodiesel?	striktes Einhalten der Ölwechselintervalle
3 Mögliche Motor-Probleme:	Motorölverdünnung im kalten Betrieb Ablagerungen durch Alterung von Biodiesel Katalysatorschäden durch Phosphor
4 Sachen für Betrieb von Dieselmotoren mit Pflanzenöl:	Motor muss an den Kraftstoff angepasst werden (hohe Viskosität!) Vorerwärmung zur Verringerung der Viskosität Ein- bzw. Zweitanksystem Veränderungen am Einspritzsystem
3 Mögliche Motor-Probleme mit Pflanzenöl:	Motorölverdünnung im kalten Betrieb Ablagerungen durch Alterung Katalysatorschäden durch Phosphor
Eigenschaften bei Betrieb von Dieselmotoren mit Biogas	Zündstrahlmotoren Ansaugung von zündfähigem Luft/Biogas-Gemisch Zündung durch Einspritzung einer geringen Menge Diesel (2 - 10 % bezogen auf Dieselbetrieb)
Eigenschaften von Aufladung von Motoren (Diesel und Otto)	Leistungssteigerung • Zuführung der Luft zum Motor mit Überdruck Erhöhung der Luftmasse im Zylinder höherer Kraftstoffmasse → höhere Leistung bei gleichem Hubraum
wie funktioniert ein Abgasturbolader und welche EIgenschaften?	Abgasturbine nimmt Energie des Abgasstromes auf und gibt über Welle die Energie an Strömungsverdichter weiter, der die Ansaugluft verdichtet. hohe Drehzahlen – 20000 min-1 Turbine setzt aber auch thermische Energie des Abgases in Verdichtungsleistung um → Erhöhung Ladedruck > Anstieg Abgasdruck vor Turbine → insgesamt Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades!
wie funkt. eine Mechanische Aufladung	Verdichter wird direkt vom Verbrennungsmotor angetrieben (z.B. über Riemenantrieb)
2 Bauformen von Mechanisches Aufladern:	Verdrängerlader (Kompressor) Strömungslader (Radialverdichter)

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	Created by Lukas Berger almost 7 years ago