Otto- und Dieselmotoren

Otto- und Dieselmotoren
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Für Ottomotoren:
fettes Gemisch, Kraftstoffreich
(unterstöchiometrisch) [rich mixture]
stöchiometrisches Gemisch
mageres Gemisch, Kraftstoffarm
(überstöchiometrisch) [lean mixture]
v Z
3
2
1
fett
mager
v Z = Zündgeschwindigkeit (Reaktionsgeschwindigkeit
im ruhenden oder laminaren Strömungsgemisch)
v F = Flammgeschwindigkeit (Fortschreitung der
Flammenfront im Brennraum) v F =f(λ)
0,6 0,85 1 1,6
λ
Unter 1m/s der Zündgeschwindigkeit ist keine gesicherte chemische Reaktion zwischen
Kraftstoffen und Luft mehr möglich. Bei liegt die höchste Reaktionsgeschwindigkeit;
p me ist hier maximal.
Bei Abmagerung des Gemisches führt dies zu höheren Temperaturen in der Verbrennung. Da
weniger Kraftstoff beigegeben wird kann auch weniger verdampfen. (kleinere innere
Kühlung) Zu fettes Gemisch bedeutet Luftmangel, was zu einer klopfenden Verbrennung
führt.
Jenseits der Zündgrenzen (beim Ottomotor, (siehe Diagramm) λ1,6) ist eine
regelmäßige Verbrennung nicht mehr gewährleistet. Jenseits dieser Werte beginnen
Verbrennungsaussetzer.
9.2 Verbrennungsverhältnis
Bezogen auf einen Kreisprozess eines Zylinders
Das Verhältnis der im Zylinder eingeschlossenen Luftmenge (m LZ ), zu der für die
Verbrennung der zugeführten Kraftstoffmenge erforderlichen Mindestluftmenge (m Lmin ).
m Kr.Z = Kraftstoffmasse je Arbeitsspiel und Zylinder ( Z )
m Lmin = stöchiometrische Luftmasse
Kraftstoffenergie wird als „Heizwert“ bewertet
spezifischer (unterer) Heizwert [effektiv nutzbar]
Aufgrund von Verlusten des im Kraftstoff bzw. auch in der Luft enthaltenden Sauerstoffs bei
der Verbrennung zu Wasserdampf, ist der spezifische Brennwert (obere Heizwert) H O nicht
nutzbar!
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