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Variable Verdichtung



Aufgabe

Bis auf die allerdings erheblichen mechanischen Probleme sind fast nur Vorteile zu erwarten. Motoren mit kleineren Hubräumen bzw. weniger Zylindern könnten - besonders bei Teillast bzw. niedriger Drehzahl - in ganz neue Leistungsbereiche vordringen. Hält sich das Motorgewicht in Grenzen, so sind echte Verbrauchseinsparungen besonders bei geringerer Leistungsabgabe des Motors von 10% und mehr zu erwarten. Es ist die Hoffnung für den Benzinmotor, endlich wieder den früheren, geringeren Verbrauchsabstand zum Dieselmotor herzustellen.

Funktion

Luft-Kraftstoff-Gemisch, dessen Verbrennung kurz vor OT durch einen Zündfunken eingeleitet wird, sollte vorher maximal verdichtet werden. Dabei muss allerdings eine Selbstzündung (zu frühe Reaktion des Kraftstoffes) unbedingt vermieden werden. Dies hat schon Nicolaus August Otto bei der Erfindung des Viertaktmotors vor über 100 Jahren erkannt. Bisher behalf man sich mit einer Veränderung des Zündzeitpunkts und konnte damit die Temperatur regeln.
Seit man das Klopfen elektronisch registrieren kann, ist auch eine variable Verdichtung während des laufenden Betriebs reizvoll. Die magische Grenze von ca. 12,5:1 bei optimaler Brennraumgestaltung würde dabei in bestimmten Betriebszuständen weit überschritten werden und evtl. bis in den Dieselbereich vordringen. Nachteile, die zurzeit durch Aufladung bei Benzinmotoren entstehen, würden ebenfalls kompensiert. Hier muss leider die Verdichtung generell noch zurückgenommen werden, was das Ansprechverhalten und den Teillastverbrauch des Benzinmotors nicht gerade begünstigt.
Bei beiden oben im Bild vorgestellten Lösungen wird die Verdichtung über eine Exzenterwelle gesteuert. Links kippt dadurch der Zylinderblock und ermöglicht einen kleineren/größeren Verdichtungsraum. Rechts wird das Pleuel verkürzt/gelängt. Die linke wird wohl eher realisiert, ergibt doch die Verstellmechanik keine Erhöhung der Reibverluste und kann zudem relativ kompakt gestaltet werden. Allerdings kommt sie nur für Reihenmotoren in Frage und ist auch dort wegen der Stabilitäts-, Abdichtungsprobleme und die schwierige formschlüssige Verbindung der Kurbelwelle zu der/n Nockenwelle(n) schon kompliziert genug.

Düsentriebwerke, die mit dieselähnlichem Kerosin betrieben werden, erreichen Verdichtungsverhältnisse von 40 : 1 und mehr.


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