Verbrennungskraftmaschinen
VKM an der TU Braunschweig
VKM an der TU Braunschweig
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 118 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Technique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 12.07.2012 / 21.07.2012 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/verbrennungskraftmaschinen
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| Intégrer |
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Was für Brennraumformen gibt es?
- wannenförmiger
- keilförmiger
- Mulden-
- Halbkugel Brennraum
Was für Erscheinungsformen von Glühzündungen gibt es?
- frühe (Gemischentflammung vor Zündfunken)
- klopfende (Gemischrest verbrennt spontan)
- späte (Entflammung nach oder gleichzeitig mit der normalen Verbrennung)
- beschleunigte (setzen in aufeinanderfolgenden Zyklen immer früher ein)
- unregelmäßige
- rumpelnde (an mehreren Stellen gleichzeitig auftretende GZ, Belastung)
-Nachlauf- (nach Ausschalten der elektr. Zündung)
Was ist beim realen Ladungswechsel zu berücksichtigen (3 Punkte)?
1. Das Auffüllen und Entleeren des Zylinders ist mit einem Arbeitsaufwand verbunden.
2. Das Arbeitsmedium besteht im allgemeinen nicht nur aus reiner Frischladung, sondern auch aus einem Abgasrest.
3. Ein kleiner Teil der Frischladung kann während des Ladungswechsels in den Auslass gelangen.
Was ist charakteristisch für die Gleichdruckverbrennung?
Der Druck im Zylinder darf sich durch die Verbrennung nicht weiter erhöhen, da der Maximaldruck bereits durch die Verdichtung erreicht ist.
Was ist das Hauptmerkmal, das Common-Rail Systeme von Systemen mit direkt angetriebenen Block- oder Einzelpumpen unterscheidet?
Beim Common-Rail System ist die Druckerzeugung von der Einspritzung entkoppelt.
Was ist die Aufgabe der Zündanlage? Nennen Sie einige Werte zu den Anforderungen.
Bereitstellung der zur Entflammung des Gemisches benötigten Energie.
- Zündspannung: 5 bis 15kV (25kV bei Kaltstart)
- Zündenergie: 30 bis 150mJ (unter Idealbedingungen genügen 0,1 bis 1mJ)
- Funkendauer: 0,3 bis 1ms
Was ist entscheidend für den Zerfall eines Flüssigkeitstropfens?
- die am Tropfen wirkenden Strömungs- und Trägheitskräfte
- die Oberflächenspannung
- die Viskosität der Flüssigkeit
Ein Zerfall erfolgt, wenn die Trägheitskräfte größer werden als die Oberflächenkräfte.
Was kennzeichnet Verfahren der indirekten Kraftstoffeinspritzung bei Dieselmotoren und welche Verfahren gibt es?
Kennzeichnend ist die Zweiteilung des Brennraums; ein Teil im Kolbenboden, der andere als Kammer im Zylinderkopf. (VKM1 S.80)
Verfahren:
- Wirbelkammer
- Vorkammer
Was sind betriebstechnische Parameter, die das Klopfen beeinflussen?
Die Gefahr einer klopfenden Verbrennung wird
- kleiner mit wachsender Motordrehzahl
- kleiner mit sinkender Motorlast
- kleiner mit Verspätung des Zündzeitpunktes
- größer mit der Temperatur und dem Druck der Frischladung
- größer durch Ablagerung von Verbrennungsrückständen
Was sind die Aufgaben der Einspritzdüse und was sind die wesentlichen Parameter für diese Aufgaben?
Aufgaben:
- Zerstäuben des Kraftstoffs
- Verteilen des Kraftstoffs
- Formen des Einspritzverlaufs (teilweise)
- Abdichten gegen den Brennraum
Parameter:
- Lochzahl
- Lochlänge
- Lochdurchmesser
- Strahlrichtung
- Lochform (mit Einschränkung)
Was sind die Aufgaben der Kraftstoffeinspritzanlage bei Dieselmotoren?
In jeden Zylinder muss eine sehr genau dosierte Menge Kraftstoff eingebracht werden, und dies
- in einem großen Last- und Drehzahlbereich
- zu einem exakt einzuhaltenden Zeitpunkt
- innerhalb einer ganz bestimmten Zeitspanne
- mit gleichmäßiger Verteilung der Kraftstoffmengen auf alle Zylinder
Was sind die Aufgaben des Gemischbildners im Ottomotor?
- Verteilung des Kraftstoffes auf die Luft
- genaue Dosierung des Kraftstoffes für das gewünschte Luftverhältnis (mit Blick auf Verbrennungsablauf, Leistung, Verbrauch,...)
- Zumessung der Gemischmenge (Quantitätsregelung)
Was sind die Bausteine des Pumpe-Leitung-Düse Einspritzsystems (Skizze)?
- Hochdruckpumpe mit angebautem Magnetventil
- kurze Hochdruckleitung
- Düsenhalterkombination
Was sind die Bauteile einer Drosselzapfendüse?
- Druckzapfen
- Düsenkörper
- Düsennadel
- Zulaufbohrung
- Druckkammer
- Spritzloch
- Spritzzapfen
Was sind die beiden Grundfunktionen einer modernen Motorelektronik?
Steuerung von Zündung und Benzineinspritzung
Was sind die Probleme beim Kaltstart?
- Der sehr geringe Unterdruck im Saugrohr beim Start erschwert die Verdunstung.
- Ein großer Teil des Brennstoffs kondensiert an den kalten Saugrohr- und Zylinderwänden.
- Die Reibleistung ist bei kaltem Motor besonders hoch.
Was sind die Vor- und was die Nachteile von Kammermotoren gegenüber Direkteinspritzern?
Vorteile:
- geringe Stickoxidemission
- geräuschärmere Verbrennung
- billigere Einspritzanlagen (geringere Einspritzdrücke)
Nachteile:
- höherer spezifischer Kraftstoffverbrauch
- schlechterer Wirkungsgrad durch Brennraumgasströmungsenergien/ größere Wandwärmeverluste/ späte Verbrennung
Was sind die Vorteile einer ruhenden Zündspannungsverteilung?
- Entfall der aufwendigen Durchführung des Ventiltriebs von der Nockenwelle durch den Stirntrieb
- höhere Zündleistung durch größere Schließzeiten bei Verwendung mehrerer Zündspulen
- wartungsfreie Zündanlage
- Wegfall der Funkenstrecke im Verteiler (geringerer Störpegel im Fzg.)
- Kapselung des Zündsystems schützt vor Beschädigung
Was sind konstruktive Parameter, die das Klopfen beeinflussen?
Die Gefahr einer klopfenden Verbrennung wird
- größer mit wachsendem Verdichtungsverhältnis
- kleiner bei einer Verkürzung der Flammenwege
- kleiner bei Anordnung der Zündkerze im Bereich des heißen Auslassventils
- kleiner mit zunehmender Turbulenz der Zylinderladung
- kleiner beim Einsatz von Leichtmetallzylinderköpfen
Was sind Maßnahmen zur Erhöhung der Luftbewegung in den Brennräumen von Dieselmotoren und wie wirken sie?
Welchem Ziel dient eine erhöhte Luftbewegung?
- Ansaugkanäle; geben durch ihre Form der Luft eine Rotationsbewegung um die Zylinderachse
- Verlagerung des Verbrennungsraums in den Kolben; Entstehung von Quetschwirbeln
Sie dient einer besseren Verteilung des Kraftstoffs auf die Brennraumluft beim Einspritzen.
Was sind Nachteile von konventionellen Spulenzündanlagen?
- Bei höheren Drehzahlen und größeren Zylinderzahlen nur kurze Schließzeiten
- "Prellen" der Unterbrecherkontakte bei hohen Drehzahlen
- Mechanische Unterbrecher können selbst in Verbindung mit einem Kondensator nur Ströme bis 4 - 5 A schalten.
Was sind Vorteile der Pumpe-Düse-Einspritzung bei Dieselmotoren?
- Reduzierung von Schadstoffemissionen durch elektronische Kennfeldregelung von Einspritzbeginn und Einspritzdauer
- Piloteinspritzung zur Geräuschreduzierung möglich
- temperaturgesteuerter Spritzbeginn
Was sind wichtige Parameter für den Betrieb der Kraftstoffeinspritzanlage?
1. Einspritzbeginn
2. Einspritzdauer und -verlauf
3. Einspritzdruck
4. Einspritzstrahlrichtung und Anzahl der Einspritzstrahlen
5. Gesamtmenge des zugeführten Kraftstoffes entsprechend der Motorlast
Was wird beim vollkommenen Motor als Vergleichsprozess zusätzlich berücksichtigt?
- offener Prozess
- isentrope Kompression und Expansion mit cP und cV abhängig von T
- Verbrennung nach vorgegebener Gesetzmäßigkeit
- Verbrennungsprodukte im chemischen Gleichgewicht
- verlustfreier Ladungswechsel im unteren Totpunkt
- geometr. Abmessungen gleich denen des wirklichen Motors
- wärmedichte Wandungen
- Verbrennungsluftverhältnis gleich dem des wirklichen Motors
Welche Anforderungen werden an die Brennraumform gestellt, um für eine geringe Klopfneigung zu sorgen?
- kurze Flammwege (zentrale Lage der Zündkerze)
- Vermeidung heißer Stellen (Zündkerze in der Nähe der heißesten Stelle)
- möglichst große Strömungsgeschwindigkeiten im Brennraum
- geringe Emissionen unverbrannter Kohlenwasserstoffe
- möglichst ungehinderte Einströmung der Frischladung
Welche Annahmen werden bei der Extrapolation der Willans-Linie getroffen und wie wird hierbei der mechanische Verlustdruck ermittelt?
- Der innere Wirkungsgrad ändert sich mit der Belastung nur wenig.
- Die Reibarbeit ändert sich mit der Belastung nur wenig.
Linearer Verlauf der Kraftstoffverbrauchskurve; Verlängerung bis zum Schnittpunkt mit der Abszissenachse ergibt den mittleren mechanischen Verlustdruck.
Nachteil: Gilt nur für Schwachlastbereich.
Welche Annahmen werden für den Idealprozess getroffen?
- Das Arbeitsgas ist eingeschlossen.
- Die Gasmasse während des Prozesses bleibt unverändert.
- Keine stoffliche Veränderung des Mediums durch die Verbrennung.
- Temperatur des Mediums wird durch eine Wärmezufuhr erhöht.
- Eine geeignete Wärmeabfuhr führt den Prozess zum Ausgangspunkt zurück (Ladungswechsel)
Welche Art Vergaser wird bei Motoren mit großem Hubvolumen oder Hochleistungsmotoren eingesetzt?
Registervergaser
Welche Arten der Spülung gibt es für Zweitaktmotoren?
Querspülung, Umkehrspülung, Gleichstromspülung, Kurbelgehäusespülung.
Welche Arten von Einspritzdüsen werden für Vor- und Wirbelkammermotoren und welche für Direkteinspritzmotoren verwendet?
Vor- und Wirbelkammermotoren:
- Drosselzapfendüsen
Direkteinspritzmotoren:
- Lochdüsen
Welche Arten von Dieseleinspritzpumpen gibt es und mit welchem Druck arbeiten diese jeweils?
- Verteilersinspritzpumpe (bis 700bar)
- Reiheneinspritzpumpe (bis 1150bar)
- Steckpumpen (einzeln pro Zyl.) (bis 1500bar)
- Pumpe/ Düse-Einheit bzw. Pumpe-Leitung-Düse (bis 2000bar)
- Common-Rail (bis 1500 bzw. 1800bar)
Welche Arten von elektronischen Zündauslösern gibt es?
- Induktivgeber im Zündverteiler
- Induktivgeber an der Kurbelwelle
- Hallgeber im Zündverteiler
Welche Arten von Zündsystemen gibt es?
- Spulenzündung
- Transistorzündung
- elektronische Zündung
- vollelektronische Zündung
Welche Aufgabe hat ein Zündkondensator?
Welche Nachteile beseitigt er?
Er nimmt im Augenblick der Unterbrechung den Induktionsstrom auf.
Anderfalls würde es zu einem Funken kommen, nachteilige Folgen hat:
- Energieverbrauch zu Lasten der Zündenergie
- Kontaktabbrand
- hoher Übergangswiderstand an den Kontaktstellen
Welche betriebstechnischen Faktoren nehmen Einfluß auf die Ganghärte von Dieselmotoren?
Die Ganghärte eines Dieselmotors
- wird größer bei abnehmender Motorbelastung (verringertes Brennraumtemperaturniveau führt zu verlängertem Zündverzug)
- wird kleiner bei Verspätung des Einspritzzeitpunktes
- wird kleiner mit zunehmender Temperatur und mit wachsendem Druck der Frischladung
Welche drei Dinge sind entscheidend für die dieselmotorische Qualität der Verbrennung?
- Brennraumgeometrie
- Luftbewegung
- Kraftstoffeinspritzung
Sorgfältige Abstimmung dieser drei Parameter aufeinander notwendig!
Welche Einflüsse verursachen Glühzündungen und was für Gegenmaßnahmen gibt es?
- Einflüsse: Verdichtungsverhältnis, Luftverhältnis, (0,9 bis 1,0 am kritischsten), steigende Drehzahl und Last, Ablagerungen
- Gegenmaßnahmen: Öl mit geringer Verkokungsneigung, Additive, gute Kühlung der Auslassventile, Vermeidung heißer Stellen, schnelle Erwärmung nach Start
Welche Maßnahmen können getroffen werden, um den Wirkungsgrad eines Ottomotors im Teillastgebiet zu verbessern?
- Magerkonzept: Schichtladungsmotoren (GDI, FSI,...)
- Zylinderabschaltung: Verringerrung der bei Teillast anwachsenden Ladungswechselverluste
- variable Verdichtung (Lagerschalen der Kurbelwelle verstellen, Zylinderkopf ankippen,...)
- variable Ventilsteuerung
Welche nicht konstruktiven Vorteile bietet das Common-Rail-System?
- Der Einspritzdruck wird unabhängik von der Motordrehzahl erzeugt
- Der Druck an der Düse bleibt den gesamten Einspritzverlauf über konstant
- Hohes mittleres Druckniveau ermöglicht eine gute Kraftstoffaufbereitung
Welche Stoffe befinden sich im Arbeitsgas des Motors?
N2, O2, CO2, H2O,.....
