Fragenkatalog Flashcards
Wonach werden thermodynamische Energiewandlungsmaschinen Unterschieden?
Kolbenmaschinen (Nutzung von Druck/Fläche)
Strömungsmaschinen(Nutzung min. Energie des Gases)
Nenne die Nachteile des Wankelmotors.
- viele Undichtigkeiten (schlechte Dichtelemente)
- große wärmeabgebende Fläche
- hohe Reibungsverluste
Nenne die Einteilung bei Kolbenmaschinen nach den Arbeitsverfahren.
- Klassische Verfahren
- Hybride Verfahren
- Sonderverfahren (Stirling-Motor, Dampf-Motor)
Nenne Unterscheidungsmerkmale bei Energiewandlungsmaschinen?
- Art des Prozesses
- Art des Ladungswechsels
- Art der Verbrennung
- Art der Zündung
- Art der Kraftstoffeinspritzung
- Art der Regelung
Nenne Beispiele für klassische Arbeitsverfahren mit jeweils ein paar Charakteristiken.
- Dieselverfahren (Selbstzündung, qualitätsgeregelt)
- Ottoverfahren (quantitätsgeregelt, Fremdzündung)
- DI-Ottoverfahren (qualitäts-/quantitätsgeregelt,
intermittierende Verbrennung, Fremdzündung)
-Atkinson & Millerverfahren (var. Ventiltrieb.)
Nenne Beispiele für Sonderarbeitsverfahren.
- Stirling-Verfahren
- Clausius-Rankine Verfahren
- ikV-Verfahren (innere kontinuierliche Verbrennung)
Nenne Beispiele für hybride Arbeitsverfahren mit jeweils ein paar Charakteristiken.
Merkmale von Otto und Diesel kombiniert
- Zündstrahlverfahren
- homogene selbstzündung
Wie hoch ist der Druck und die Temperatur am Ende des Verdichtungstaktes beim Dieselmotor?
30-50 Bar
550-700 °C
Expansion bei gleichem Maximaldruck (Isochor)
Wie hoch ist der Druck und die Temperatur am Ende des Verdichtungstaktes beim Ottomotor?
10-16 Bar
350-450 °C
Drucksteigerung bei Expansion möglich (Gleichraumprozess)
Wodurch zeichnet sich der Stirling Motor aus?
- äußere Verbrennung
- Wärmeeinbringung durch Wärmetauscher
- freie Wahl des Arbeitsmediums
Wie funktioniert der Stirling Motor?
- Arbeitsmedium ist entspannt im kalten Raum
- Arbeitskolben verdichtet Medium
- Verdrängerkolben fährt Richtung UT
Arbeitskolben bleibt in OT, Medium nimmt Wärme auf - Arbeitsmedium wird in heißem Raum verdichtet
- Beide Kolben bewegen sich nach UT
- Arbeitsmedium entspannt sich und verrichtet Arbeit
Nenne die Vorteile des Stirling Motors.
- äußere kont. Verbrennung
- freie Brennstoffwahl
- Geräuschvorteile (keine Explosion)
- Verbrauch wie Benzin-Motor
- geringe Abgasemission auch ohne Kat.
- kein Schmieröl
- konst. Drehmoment (n=groß –> Strömungsverluste, n=klein –> Leckageverluste)
Nenne die Nachteile des Stirling Motors.
- aufwendige + schwere Konstruktion
- komplexe Regelung
- größere Kühlerfläche erforderlich
- Start- und Abschaltzeit
- Kosten
- Erhitzer hoch beansprucht
- Risiko einer Serienproduktion
Wie hoch ist der Arbeitsdruck und die Arbeitstemperatur beim Stirling-Motor?
300 Bar
600-820 °C
Wie hoch ist der Einspritzdruck beim Dampfmotor (Clausius-Rankine)?
Bis zu 500 Bar
Nach welchem Prinzip arbeitet der Dampf-Motor?
- 2-Takt - Prinzip
- äußere kontinuierliche Verbrennung
- ## Mehr Dampf = mehr Leistung
Nenne die Vorteile des Dampfmotors.
- äußere kont. Verbrennung
- freie Brennstoffwahl
- Geräuschvorteile (keine Explosion)
- geringe Abgasemission auch ohne Kat.
- Verbrauch wie Dieselmotor
- kein Schmieröl
- konst. Drehmoment (kleine Drehzahl, hohes Moment)
- Gute Regelbarkeit
Nenne die Nachteile des Dampfmotors.
- Schmierung
- Frost (Winter)
- Startzeit
- Dampfeinspritzung für guten Wirkungsgrad nötig
- große Kühlerfläche erforderlich
- Erhitzer ist hoch beansprucht
- Hohe Kosten
- Risiko einer Serienproduktion
Nenne Entwicklungsziele des Dampfmotors.
- Beschleunigung des Anlassverhaltens
- Weiterentwicklung der Schmierung
- Wintereinsatz muss möglich sein
- Zuverlässigkeit und Robustheit
- Keramik wegen höheren Temperaturen
Nenne Entwicklungsziele des Stirling-Motors.
- Möglichkeit schneller Laständerungen (durch var. Hub)
- Beschleunigung des Anlass- und Abschaltvorgangs
- Zuverlässigkeit und Robustheit
- Keramik wegen höheren Temperaturen
Nenne die Vorteile einer Verbrennungsturbine.
- hohe Leistungsdichte (Volumen und Gewicht)
- kein Kühlsystem erforderlich
- vibrationsfreier Lauf (keine oszillierende Massen)
- einfache Zündanlage
- Vielstoffeignung
Nenne die Nachteile einer Verbrennungsturbine.
- Hohe Entwicklungs- und Herstellkosten
- hoher Kraftstoffverbrauch (vor allem bei Teillast)
- schlechtes Instationärverhalten
Nenne das Brennverfahren einer Verbrennungsturbine.
- kontinuierliche Verbrennung
Wie wird die Kolbenbewegung beim ikV-Motor realisiert?
Durch Kurvenscheibe
Wie viele Zylinder sind beim ikV-Motor notwenig, um ähnliche Eigenschaften wie ein 6-Zylinder 4-Takt Motor zu realisieren?
- 12
- 6 Zylinder zum Ansaugen und zum Verdichten
- 6 Zylinder zum Expandieren und zum Ausstoßen
Nenne die Vorteile des ikV-Motors.
- hohe Verdichtungsverhältnisse realisierbar (fehlender
Druckanstieg) = hoher Wirkungsgrad - kontinuierliche Verbrennung
- Vielstoffeignung
- niedrige Abgasemissionen auch ohne Kat.
- Schwingungs- und Virbationsarm
Nenne die Nachteile des ikV-Motors.
- hohe thermische Belastung der Brennkammer und der
Ladungswechselkanäle - Steuerung des Heißgases
- Hohe Wärmeverluste (große wärmeabgebende Fläche)
- Hohe Reibungsverluste (doppelte Zylinderanzahl)
- Risiko der Serienproduktion
- Hohe Überströmverluste
Wonach kann das Potenzial bzw. der Wirkungsgrad abgeschätzt werden?
- größe der Reibungsflächen
- wärmeabgebende Fläche
- Überströmverluste
Siehe Wirbelkammermotor zu Direkteinspritzer)
Nenne die Nachteile des Stelzer-Motors.
- schlechte Abgaswerte (2-Takt Prinzip)
- Hohe Überströmverluste
- Keine mech. Drehbewegung abgreifbar
- -> weitere Verluste durch Umwandlung
Nenne Optimierungen konventioneller Hubkolbenverbrennungsmotoren.
- Ottomotor mit Direkteinspritzung
- variable Ventilsteuerung
- Downsizing durch Aufladung
Welche Motoren eignen sich für den Einsatz von Silizium-Benzin und warum.
Clausius-Rankine Dampfmotor
Stirling - Motor
Nennen Sie die Energieströme des Verbrennungsmotors.
zugeführt:
- Hbr, HL, HKWE
abgeführt:
- Pe, HKWA, HA, Qrest
