Frage von Nazona, 39

diesel luftüberschuss?

Warum muss diesel mit luftüberschuss arbeiten?

Antwort
von Hamburger02, 10

Das liegt an der Gemischbildung.

Beim Benziner geht der gesamte Kraftstoff in den gasförmigen Zustand über. Spätestens, wenn das Gemisch im Ansaugtakt in den Zylinder gelangt, verdunsten die letzten Tröpfchen. Beim Verdichten wird dann alles nochmal richtig durchgemischt. Wenn dann die Zündung kommt, findet jedes einzelne Benzinmolekül genügend Sauerstoffmoleküle in seiner unmittelbaren Umgebung, um sauber verbrennen zu können.

Beim Diesel entfällt sowohl die Vergasung als auch die Durchmischung des Kraftstoffes. Da wird der Diesel erst zu Beginn des Arbeitstaktes eingespritzt. Die Einspritzung erfolgt in kleinen Tröpfchen und genau darin liegt das prinzipielle Problem. Durch die große Hitze verdampft der Diesel auf der Oberfläche des Tröpfchens und reagiert mit dem Sauerstoff in der Nähe. Die kurzen Moleküle verdampfen etwas leichter, sodass sich im verbleibenden Tröpfchen die langen Molekülketten immer mehr konzentrieren. Ist dann nur noch der Kern des Tröpfchens übrig, gibt es keinen Sauerstoff mehr in unmittelbarer Umgebung. Der befindet sich an anderer Stelle im Zylinder aber nicht da, wo er gebraucht wird. Die letzten verbliebenen Moleküle zerfallen nun durch die Hitze. Wasserstoff wird gasförmig und es bleibt Kohlenstoff übrig. Der klumpt sich in Russpartikeln zusammen. Um diesen Effekt zu kompensieren, braucht man deutlich mehr Sauerstoff als stöchiometrisch notwendig wäre, damit auch der letzte Rest des Kraftstoffes verbrannt wird und der Motor nicht rußt.

Man versucht diesen Effekt zwar zu minimieren, indem die Einspritzdrücke immer mehr erhöht werden, weil höherer Druck feinere Tröpfchen ergibt. Dadurch kann man mit etwas weniger Sauerstoffüberschuss fahren. Weniger Sauerstoff hat den Vorteil, dass man weniger Luft unnötig erwärmen muss, was den Wirkungsgrad steigert.

Aber ganz beseitigen kann man das Problem aus prinzipiellen Gründen nicht. Die kleineren Tröpfchen haben allerdings auch den Nachteil, dass die verbleibenden Rußpartikel immer kleiner und damit für den Menschen immer gefährlicher werden.

Antwort
von Nonameguzzi, 18

Bei Benzinmotoren muss das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff immer stimmen sonst bringt er keine Leistung also muss mehr Luft rein damit du mehr Kraftstoff rein drücken Kannst, andersrum halt auch, ein Diesel nimmt immer gleich viel Luft rein und Variiert seine Leistung dan über die eingespritze menge an Kraftstoff. Luftüberschuss ist einfach nur das weniger Kraftstoff eingesptitzt wird als das Luft zur verfügung steht also bläst er die mit in den Auspuff wo sie kühlt....

Antwort
von Tellensohn, 23

Salue Nazona

Er muss nicht Luftüberschuss haben, aber er kann. Dies ist ein grosser Vorteil gegenüber einem Benziner.

Beim Benziner muss die Mischung genau stimmen, sonst kann das Gemisch nicht gezündet werden.

Eigentlich würde es bei einem Diesel ausreichen, wenn er genau so viel Sauerstoff bekommt, dass der eingespritzte Treibstoff komplett verbrannt werden kann.

Bekommt er zu wenig Luft, kann nicht der ganze Treibstoff verbrannt werden, es entsteht Russ. Manchmal sieht man Diesel, die richtig schwarz aus dem Auspuff rauchen.

Bekommt er Luftüberschuss, wird einfach so viel Sauerstoff entzogen, wie es braucht, um die eingespritzte Treibstoffmenge zu verbrennen. Der Überschuss von Luft geht dann einfach mit Abgasen zusammen aus dem Auspuff.

Nun, warme Luft ist leichter und hat weniger Sauerstoff. Auch wenn Du über einen Alpenpass fährst, wird die Luft dünner. Wenn der Motor auch in solchen Situationen einen Luftüberschuss hat, bildet er keinen Russ.  

Frühere Saugerdiesel zeigten am Berg häufig eine Russwolke. Tatsächlich kriegten die zu wenig Luft. Heutige Diesel haben meistens einen Turbolader, der unter allen Umständen genug Luft in den Motor "schaufelt".

Es grüsst Dich

Tellensohn

Antwort
von Mandrin1000, 14

Weil man bei der Verdichtung im 2. Takt im Zylinder nach der Formel (V2/V1) potenziert mir 1,4 einen höheren Druck und nach der Formel (V2/V1) potenziert mit 0,4 eine höhere Temperatur erzielt. Zudem wird der eingespritzte Kraftstoff dann vollständig beim 3.Takt im Zylinder verbrannt. Der Kohlenstoff zu Kohlendioxid CO2 und der Wasserstoff zu Wasser H2O.

(V2/V1) Verdichtungsverhältnis, meist 17

1,4 Konstante Kappa für Luft, also Verhältnis der spezifischen Wärme unter Druck und ohne Druck, also drucklos.

0,4 Kappa-1

Bitte zur Berechnung die absoluten Werte benutzen, also die Temperatur mit ca. 293 Kelvin und den Druck mit 1 Bar bemessen.

Antwort
von Nazona, 17

Danke für die antwort. :)

Aber ich versteh nicht warum dass beim benziner nicht funktioniert. Nur weil der andere werte hat?

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