0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0 360 720
°KW Volumen [m3 ]
0 20 40 60 80 100 120
0 360 720
°KW
p [bar]
0 20 40 60 80 100 120
p [bar]
2 2,5 3 3,5
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 V [dm3]
p [bar]
0 500 1000 1500 2000 2500
230 360 490
°KW TGas [°K]
-0,002 -0,001 0,000 0,001 0,002 0,003 0,004
230 360 490
°KW
U [kJ]
-0,4 -0,35 -0,3 -0,25 -0,2 -0,15
°KW
Wandwärmeverluste
-0,010 -0,005 0,000 0,005 0,010 0,015
230 360 490
°KW
Heizverlauf [kJ]
-0,03 0,00 0,03 0,05 0,08 0,10
Brennverlauf [kJ/°KW]
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
230 360 490
°KW
Summenbrennverlauf
Der indizierte Mitteldruck ist: pmi= 13,19 bar
ϕ ϕ
ϕ ϕ
λ
π α
ϕ ϕ
π ε
ϕ ϕ
d dQ d
p dV d
c dT m
d m dQ
L m
m
T T n A
Q
d c dT m
d m dU
R m
m
V T p
dV p dW
dV V p
p
D x V
V V V
l r r
x
W V
KS L
B B
L i
Wi i
w
v KS L
KS L
i H mi
K C
H C
K
−
⋅ +
⋅
⋅ +
=
= ⋅
−
⋅
⋅ ⋅
=
⋅
⋅ +
=
⋅ +
= ⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⋅ ⋅ +
=
= −
⋅ ⋅ +
−
⋅
=
∑
∫
=
) (
) 2 (
) (
) (
1 4
) 1 (
)) ( 2 sin
) cos(
1 (
min 3
1 2
2
1. Wie verändern sich Brennverlauf und Summenbrennverlauf, wenn der
Druckverlauf relativ zum Kurbelwinkel a) um 5°KW nach früh und b) um 5°KW nach spät verschoben wird?
Wird der Druckverlauf um 5°KW nach spät verschoben so erreicht der Brennverlauf wesentlich höhere Maximalwerte mit einem größeren Gradienten. Für den
Summenbrennverlauf würde dies eine Überhöhung auf Werte größer eins bedeuten, woraus der Fehler deutlich sichtbar wird.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Produkt p⋅dV größer wird und dabei der jeweilige Druck zu einem größeren dV verschoben wird.
Das heißt laut Formel des Brennverlaufs (siehe Frage 5) wird zu der inneren Energie ein höherer Wert addiert. Daraus folgt ein betragsmäßig höherer Brennverlauf.
Bei einer Verschiebung des Druckverlaufs um 5°KW in Richtung früh ist das Gegenteil der Fall. Der Maximalwert ist niedriger und kann sogar negativ sein.
Der Summenbrennverlauf weißt hier möglicherweise ein starkes Unterschwingen auf und erreicht bei weitem nicht den Wert 1.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass p⋅dV kleiner wird (Begründung siehe oben).
2. Bezieht sich auf den Niederdruckverlauf (Blatt in der Anlage):
Wie erklären Sie den Druckanstieg im Zylinder während der Ausschubphase (ab ca. 318 °KW)? Hinweis: Es wurde an Zylinder 1 eines Vierzylindermotors, Zündfolge 1-3-4-2, indiziert
Aus dem Abgasrohrdruck ist eindeutig zu erkennen, dass es sich hier um einen Vierzylindermotor handelt, da während eines Arbeitsspiels vier Druckanstiege erfolgen. Bei ca. 300°KW öffnet der Auslass des Zylinders 3. Somit erfolgt ein Druckanstieg im Abgasleitungssystem, welcher bei ca. 318°KW das Auslassventil des Zylinders 1 erreicht. Da dieses noch immer geöffnet ist, vollzieht sich eine interne Abgasrückführung und der Druck im Zylinder steigt an. Erst mit Öffnen des
Glühkerzenbohrung für die Aufnahme des Quarzes zu verwenden. Der Unterschied zwischen Glühkerze und Druckaufnehmer ist im Verbrennungsprozess zu
vernachlässigen.
Des Weiteren können je nach Ausführung des Druckaufnehmers Druckmessfehler durch Schwingungen und Druckverluste an Drosselstellen in der Leitung zum Zylinder entstehen.
Druckaufnehmer arbeiten nach dem piezoelektrischen oder dem piezoresistiven Messprinzip. Zuerst genannte sind Relativdruckaufnehmer, wogegen piezoresistive Absolutdruckaufnehmer sind.
Bei der Messung muss beachtet werden, dass die Quarze Kurz-, Mittel- und Langzeitdrift unterliegen und somit eine häufige Kalibrierung notwendig ist.
4. Wie ist der thermodynamische Verlustwinkel definiert, und welche Ursachen hat er?
Der thermodynamische Verlustwinkel ist der Phasenunterschied zwischen
Druckmaximum und OT. Durch Wandwärmeübergang und Blow-By-Effekt ist das Zylinderdruckmaximum ca. 1°KW vor OT.
5. Erläutern Sie kurz den Unterschied zwischen Heizverlauf und Brennverlauf!
Der Brennverlauf ergibt sich aus dem Heizverlauf abzüglich der Wandwärmeverluste. Die Formel für den Brennverlauf lautet:
ϕ ϕ
ϕ λ λ ϕ
ϕ d
dQ d
p dV d
d d du d
c dT d m
dQ W
f Heizverlau V
B −
+ ⋅
⋅ + ⋅
⋅
=
4 4 4 4 4
4 3
4 4 4 4 4
4 2
1
Bildet man den Summenheizverlauf, so sollte er sich, abgesehen von Fehlern die durch Glätten oder ähnliches auftreten, dem Wert 1 annähern. Beim