Otto- und Dieselmotoren

Otto- und Dieselmotoren
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3. Verbrennungsprozess
3.1 Grundprinzip des thermodynamischen Kreisprozesses
Ziel: annähernd periodische Prozesskette
T
Prozesse im Motor sind alle irreversibel (nicht
umkehrbar). Der Anfangszustand (energetisch) kann
nie wieder hergestellt werden.
2 3
2
3
(Zugeführte Wärmekapazität)
Q Nutz
Q Nutz
3.1.1 Carnot’scher Kreisprozess (T-S-Diagr.)
T = Temperatur [K]
S = Entropie [kJ/K]
s = Entropie [kJ/kgK]
1
Q ab
4 1
4
Q ab
s
Thermodynamischer Wirkungsgrad:
T
3
3
2
Links: T-s-Diagramm zweier Prozesse
Je schmäler die Basis (Δs) desto weniger Verluste
durch Rückkehr in den Ausganspunkt.
Die Entropieänderung Δs (Wärmeverluste) ist beim
heutigen Dieselmotor am geringsten (Flächenbreite
ist schmäler)
Isobare und Isochore im T-s-Diagramm:
2
1
Q Nutz
Q ab
Δs
T
Q Nutz
4 4
1
Q ab
Δs s
p 3 >p 2
p 2 >p 1
Isochore verlaufen wesentlich steiler!
Abgeführte Wärme kann wenig beeinflusst werden, aber das
Niveau 23 kann so weit erhöht werden, dass die Breite der
Fläche sehr schmal und dadurch auch q ab sehr klein wird.
V 3
V 2
V 1
p 1
s
Ottomotor
1-2: Isentrop
2-3: Isochor
3-4: Isentrop
4-1: Isochor
Dieselmotor
1-2: Isentrop
2-3: Isochor
3-4: Isobar
4-5:Isentrop
5-1:Isochor
T
Zugeführte
Wärme
2
Genutzte
Wärme
3
4
1 1 1
Verlorene
Wärme
2
3
4
5
2
3
Ottomotor Dieselmotor Ehemaliger
Dieselmotor
s
6