P2.2_Motorcharakteristik

• Volllastkennlinie: Messwerte bei voll geöffneter Drosselklappe. Sie zeigt max. Drehmoment, max. Leistung und minimalen Verbrauch.

• Teillastkennlinie: Messungen bei Teilöffnung der Drosselklappe. Diese sind praxisrelevant, da der Motor im Alltag selten Volllast fährt.

• liegt zwischen maximalem Drehmoment und maximaler Leistung.
• Dort reagiert der Motor besonders gut auf Laständerungen und bietet hohe Zugkraft ohne Schaltbedarf
• Ein breiter elastischer Bereich erleichtert die Getriebeabstimmung und verbessert die Fahrbarkeit

• Motorenprüfstand: Ausgebauter Motor, sehr genau, teuer, liefert Nutzleistung.

• Rollenprüfstand: Fahrzeug komplett, misst Radleistung. Mit Verlusten lässt sich Motorleistung berechnen.

• Syntec-Gerät: Beschleunigung am eingebauten Motor, günstig, ideal für Vergleiche, aber weniger geeignet bei Turbomotoren.

• Drosselklappenstellung

• Größe und Form der Einlass- und Auslasskanäle

• Ventilzahl und Steuerzeiten

• Saugrohrlänge/Resonanz

• Aufladung und Ladeluftkühlung

• Lufttemperatur, Druck, Luftdichte

• Abgasanlage (Gegen- bzw. Resonanzdruck)

Der Liefergrad beschreibt das Verhältnis zwischen tatsächlich angesaugter Luftmasse und der theoretisch möglichen Luftmasse im Zylinder.

• Saugbenziner: 70–110 % (110% nur mit Schaltsaugrohr)

• Turbobenziner: 120–200 %

• Saugdiesel: 80–100 %

• Turbodiesel: 150–220 %

• Turbo-/Kompressoraufladung

• Ladeluftkühlung

• große Kanalquerschnitte, 3–5 Ventile

• variable Ventilsteuerung

• optimierte Saugrohrlängen (Resonanz)

• strömungsgünstige Ansaug- und Abgasanlagen

• höheres Verdichtungsverhältnis

• Geringe Strömungsgeschwindigkeit → schlechte Füllung

• Wenig Resonanzeffekte im Saugrohr

• Hohe Dichtheitsverluste → mehr Blow-by

• Hohe Wärmeverluste, da mehr Zeit zwischen den Verbrennungen

• Wärmeverluste steigen, da Brennraumoberfläche im Verhältnis zur Zeit größer wird

• Ventilöffnungszeiten reichen nicht mehr → unvollständige Zylinderfüllung

• Vollastanreicherung zur Innenkühlung (fettes Gemisch)

• Verbrennung wird durch frühes Auslassventilöffnen abgebrochen (Zeitfaktor)

Sie sorgt für ein fetteres Luft/Kraftstoff-Gemisch, um den Brennraum innen zu kühlen und Bauteile wie Kolben, Ventile und Kats vor Überhitzung zu schützen. Besonders bei hohen Drehzahlen notwendig.

Formel:
P = (M × n) / 9550

• Drehmoment ist die Drehkraft an der Kurbelwelle.

• Leistung ergibt sich aus dem Produkt von Drehmoment und Drehzahl.

• Max. Leistung liegt immer > max. Drehmoment, da sie mit der Drehzahl steigt.

Der mechanische Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen indizierter Arbeit (im Zylinder) und der an der Kurbelwelle verfügbaren effektiven Arbeit.
Er berücksichtigt Reibungsverluste durch:

• Kolben/Ringe (50 %)

• Lager (20 %)

• Öl-/Wasserpumpen

• Ventiltrieb

• Einspritzung

• evtl. mechanischer Lader

• Höheres Verdichtungsverhältnis

• Hohes Luftüberschussverhältnis

• Gleichdruckverbrennung → bessere Ausnutzung des Kraftstoffs
  → geringere Wärmeverluste, bessere Energieausnutzung.

Ein Muscheldiagramm zeigt den spezifischen Verbrauch in Linien gleicher g/kWh über Drehzahl und Drehmoment.
Optimaler Bereich:

• Hohe Last (~80 % Drosselklappe)

• Niedrige bis mittlere Drehzahl (~30 % der Maximaldrehzahl)
  Dort ist der Motor am effizientesten.

• Eine höhere (längere) Übersetzung senkt die Motordrehzahl → geringerer Verbrauch.
• Eine zu niedrige Übersetzung (hohe Drehzahl) erhöht den Verbrauch.
• Ziel: Motor in den verbrauchsgünstigen Bereich des Muscheldiagramms bringen.