VKM_I_Kap.4

CO:

• Bei großer Last Anstieg um den Faktor 7 (Sauerstoffmangel bei fettem Gemisch)
• Knicke im Verlauf der Isolinien aufgrund der Gemischaufbereitung bzw. ZZP-Verstellung

HC:

• Anfettung im Leerlaufbereich bzw. langsame Verbrennungsreaktion in diesem Bereich führen zu den höchsten HC-Werten
• Geringe Werte bei hohen Drehzahlen durch gute Gemischaufbereitung
• Im Volllastbereich wieder höhere HC-Werte aufgrund der Anfettung des Gemisches

NOx:

• Höhere Last bewirkt höhere Temperatur; mit dieser steigen die NOx-Werte entsprechend an

Anmerkungen:

Die Angaben in der Dimension [g/h·l_VH] ermöglichen einen Vergleich von Motoren unterschiedlichen Hubraumes.

Hinweis zu den Kennfeldern:

Wegen der Vielzahl der Einflussparameter geben die hier gezeigten Kennfelder nur Tendenzen wieder; Absolutaussagen sind - vor allem bei den Schadstoffen - schwer möglich, da hier die jeweilige Auslegung eine wesentliche Rolle spielt. Darüber hinaus handelt es sich hier um die Rohemissionen ohne Abgasnachbehandlungssystem.

Folgende Parameter sind von Einfluss:

• ZZP
• Gemischqualität
• Brennraumgeometrie (Zündkerzenlage, Quetschflächenanteil, Verdichtungsverhältnis)
• Gemischaufbereitungsverfahren (Vergaser, Einspritzung)
• Ventilerhebungsform und Steuerzeiten (Beeinflussung des Restgasanteils)
• Auspuffsystem (Gegendruckeinfluss vor allem während der Ventilüberschneidung)
• Abgasrückführung

Die Hauptabmessungen eines Verbrennungsmotors bilden die grundsätzliche Hauptmaße und müssen zu Beginn der Konstruktionsarbeit festgelegt werden:

Hauptabmessungen:

• Zylinderdurchmesser D
• Kolbenhub s
• Zylinderzahl z

Die Bestimmung der Hauptabmessungen erfolgt je nach Einsatz des Motors nach unterschiedlichen Kriterien:

• Für den Einsatz als PKW- oder Motorradmotor oder im Rennsport; diese Motoren werden für bestimmte Hubräume ausgelegt (Hubraumsteuer, Reglement)
• Für die meisten anderen Einsatzfälle sind die vorrangigen Kriterien die effektive Nutzleistung und die Motordrehzahl

Eine große Zylinderzahl ergibt zwar ein gleichmäßiges Drehmoment und einen guten Massenausgleich - der Motor wird aber groß und teuer und hat eine vergleichsweise hohe Reibleistung.

Um eine niedrige mittlere Kolbengeschwindigkeit zu erhalten wird ein kleines k bevorzugt. Der sich daraus ergebende kleine Hub bedeutet eine geringe Bauhöhe und eine hohe Lebensdauer. Der Zylinderdurchmesser wird dadurch groß, so dass sich große Ventile einbauen lassen - als Folge davon entsteht eine gute Zylinderfüllung und damit ein hoher Mitteldruck p_m. Nachteilig bei einem kleinem k sind der große Kolbendurchmesser mit entsprechend hohen Kolben- und Lagerkräften. Außerdem wird bei einem großen Verdichtungsverhältnis der Brennraum sehr flach - damit verbunden sind eine schlechte Verbrennung (HC-Werte steigen) und große Wandwärmeverluste.

Die mittlere Kolbengeschwindigkeit c_m sollte aus Verschleißgründen (Kolbenringe, Kolben, Zylinderlaufbuchsen) möglichst niedrig gehalten werden.

Die grundlegende Gleichung zur Berechnung der Hauptabmessungen ist die Gleichung zur Bestimmung der effektiven Leistung: BildTypische Erfahrungswerte für das Hubverhältnis k:

• LKW-Dieselmotoren: k = 0,9...1,2
• Mittelschnell laufende 4-Takt-Dieselmotoren: k = 1,2...1,4
• Langsam laufende 2-Takt-Dieselmotoren: k = 1,8...2,2

und für die Zylinderzahl z:

• LKW -Dieselmotoren z = 6, 8 (8 meist in V-Anordnung)
• Stationär-, Schiffsdieselmotoren:

-Reihenbauart z = 1...12

-V - Bauart z = 8...20