Verbrennungsmotor

Question 1

Aus welchen Schritten besteht der 4-Takt-Otto Motor?

Answer 1

1. Ansaugen
   - Kolben bewegt sich vom OT (V_min) zum UT (V_max)
   - EV wird geöffnet und Brennraum wird gefüllt
2. Verdichten
   - Kolben bewegt sich vom UT zum OT
   - Ventile geschlossen
   - Am Ende beginnt die Entladung durch Zündkerze
3. Expansion
   - Durch Verbrennung steigt T –> p steigt
   - Zylinderdruck bewegt Kolgen vom OT zum UT
   - es wird mechanische Arbeit verrichtet
   - Am Ende ist AV geöffnet
4. Ausschieben
   - AV wird unmittelbar vor dem UT geöffnet

–> Abgas (Produkt der Verbrennung) geht heraus

• Kolben bewegt sich vom UT zum OT und schiebt Abgas heraus
• Am Ende wird AV geschlossen, EV geöffnet

Question 2

Ablauf Otto-Motor im pV-Diagramm

Answer 2

–> Expansion heißt mechanische Arbeit

Question 3

Druckverlauf im Brennraum in Abhängigkeit von Kurbelwinkel (p, Alpha)

Answer 3

ADDEN: wie viele Umdrehung pro 4-Takt (2 Stück??)

Question 4

Ersten 6 Einteilunsmerkmale von Verbrennungsmotoren

Answer 4

1. Art des Prozesses
   - geschlossen (äußere Verbrennung)
   - offen (innere Verbrennung)
2. Zeitverlauf der Verbrennung
   - kontinuierlich (Turbomaschinen)
   - intermittierend (Kolben)
3. Art des Ladungswechsel
   - 4-Takt /2-Takt
4. Druckniveau der Ladung
   - Saugmotor/Auflademotor
5. Zeitpunkt der Kraftstoffzumischung
   - Luftverdichtend
   - Gemischverdichtend
6. Ort der Kraftstoffzumischung
   - innere Gemischbildung
   - äußere Gemischbildung

Question 5

Letzen 6 Einteilungsmerkmale von Verbrennungsmerkmalen

Answer 5

7. Art der Lastregelung
   - Quantitätsregelung
   - Qualitätsregelung
8. Art der Zündung
   - Fremdzündung (Otto)
   - Selbstzündung (Diesel)
9. Arbeitverfahren
   - klassische Verfahren
   - hybride Verfahren
   - Dampfmotor (Rankineprozess)
   - Stirlingmotor
10. Art der Kühlung
    - Lüftkühlung (direkt)
    - Flüssigkeitkühlung (indirekt)
11. Art der Kolbenbewegung
    - Hubkolben
    - Rotationskolben
12. Art der Zylinderanordnung

Question 6

Fülle Tabelle aus

Answer 6

Question 7

Answer 7

Question 8

Beschrifte die Abbildung

Answer 8

Question 9

Welche Verluste werden hier abgebildet?

Answer 9

I: Weitere Expansion bis auf Umgebungsdruck

II: Weitere Expansion bis auf Umgebungstemperatur

III: Anergie der zugeführten Wärme

Question 10

Welche Formen von Verlusten gibt es bei einem Realprozess?

Answer 10

Verluste beim Idealprozess (Abgas)

 nicht ideale Verbrennung (realer Brennverlauf, unvollständige Verbrennung)

 Undichtheit

 Wandwärmeverluste

 Ladungswechselarbeit

 Reibungsarbeit

Question 11

Wie heißen die Komponenten?

Answer 11

1 Kerzengehäuse

2 Isolator

3 Masseelektrode

4 Mittelelektrode

5 Einschmelzmasse

6 Dichtung

7 Dichtung

8 Anschlussbolzen

Question 12

Wodurch steigt die Klopfneigung beim Motor?

Answer 12

• Zunahme von p und T im unverbrannten Restgemisch
• Verlängerung der Verweilzeit des Unverbrannten bei hohem p und T
• Annäherung an das stöchiometrische Luftverhältnis (𝜆 = 1)
• erhöhter Zündwilligkeit des Kraftstoffe

Question 13

Was versteht man unter der Oktanzahl?

Und welche Vergleichskraftsstoffe werden für die Bestimmung verwendet?

Welche Eigenschaften hat ein Kraftstoff mit einer Oktanzahl von ROZ95?

Answer 13

–> Ist ein Maß für die Klopffestigkeit

Stoff A: iso Oktan

Stoff B: n-Heptan

ROZ95 hat 95 Vol-% Stoff A und 5 Vol-% Stoff B

Question 14

Was ist das Kompressionsvolumen?

Answer 14

Das Kompressionsvolumen ist das Volumen, das vom Brennraum übrig bleibt, wenn der Kolben im OT steht.

–> Beschreibt das Verhältnis zwischen maximalen und minimalen Brennraumvolumen

Question 15

Answer 15

Question 16

Benenne die Komponenten. Was ist ein Vorteil an einer kalten und heißer Kerze?

Question 17

Was sind die beiden Verbrennungsphasen des Brennverlaufs eines Dieselmotors?

Answer 17

• vorgemischte Verbennungsphase
• Mischungskontrollierte (diffusive) Verbrennungsphase