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Verdichtungstakt



Temperaturbis 500°C (Benzinmotor)
bis 900°C (Dieselmotor)
Druck12 - 20 bar (Benzinmotor)
bis 50 bar (Dieselmotor)

Kolben geht von UT nach OT.
Ventile geschlossen.
Geringstes Volumen in OT.
UT = unterer Totpunkt
OT = oberer Totpunkt

Der animierte Arbeitsprozess.

Aufgabe

Beim Verdichtungstakt sollen durch eine hohe Verdichtung und Verwirbelung die Flammwege in der anschließenden Verbrennung möglichst kurz gehalten und damit das Leistungsverhalten und/oder die Wirtschaftlichkeit verbessert werden. Durch geringe Abgasrückführung in bestimmten Betriebszuständen wird der Stickoxidanteil reduziert und trotzdem der Wirkungsgrad auf hohem Niveau gehalten.

Funktion

Die Ventile sind fast während des gesamten Taktes geschlossen. Nur zu Beginn ist das Einlaßventil noch kurz geöffnet. Kraftstoff Benzin-Luft-Gemisch wird beim Ottomotor auf 9:1 bis ca. 13:1 oder reine Luft z.B. beim Dieselmotor auf 14:1 bis 20:1 (Bild) verdichtet, wenn der Kolben sich vom unteren (UT) zum oberen Totpunkt (OT) bewegt und vor OT die Verbrennung eingeleitet wird. Unmittelbar vor der Verbrennung müssen die Kraftstoffe vergast sein. Dazu ist eine ausreichende Temperatur notwendig.

Ein hohes Verdichtungsverhältnis wirkt sich günstig auf Drehmoment, Leistung und Kraftstoffverbrauch aus, weil die Kohlenstoff- und Sauerstoffatome näher zusammen kommen und dadurch kurze Reaktionswege erreicht werden. Eine raschere und stärke Verbrennung mit geringen Anteilen von Schadstoffen ist die Folge.

Die Obergrenze für das Verdichtungsverhältnis ist beim Ottomotor überschritten, wenn das Gemisch sich unkontrolliert selbst entzündet (klopfende Verbrennung). Dabei steigt die Verbrennungstemperatur über die Belastungsgrenze, es kommt zu Geräuschen, denen bei mechanischen Defekten nicht unähnlich sind und der Kurbeltrieb wird höher belastet.

Der Dieselmotor darf so hoch verdichtet sein, wie es die Laufkultur, die Motorlebensdauer, der Materialaufwand oder der Anteil an Stickoxiden zulässt.

Um den Ist-Zustand des Motors ohne Demontage des Zylinderkopfs zu ermitteln, kann der Kompressionsdruck gemessen werden. Beim Benzinmotor werden die Zündkerzen und beim Dieselmotor die Düsen entfernt. Die Dichtheit von Ventilen, Zylinderkopfdichtung und Zylinderlaufbahnen wird ermittelt. Der gemessene Verdichtungsdruck (Kompressionsdruck) ist niedriger als der Verdichtungsenddruck im normalen Betrieb. 03/12

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