Was begrenzt beim Dieselmotor den in Serienmotoren möglichen Ladedruck bzw. Verdichtungsverhältnis? Letztlich auch die Haltbarkeit der Zylinderkopfdichtung?
Thermodynamisch ist ein höherer Ladedruck bzw. Verdichtungsverhältnis ja positiv für die Leistung und den Verbrauch
3 Antworten
Der Dieselmotor ist im Prinzip recht unempfindlich gegen einen hohen Ladedruck. Anders als bei Benzinmotoren findet keine klopfende Verbrennung statt, wenn der Ladedruck zu hoch ist.
Allerdings gibt es andere Faktoren, die eine Rolle spielen. Der Motor selbst muss in der Lage sein, den für den höheren Ladedruck zusätzlich eingespritzen Kraftstoff zu verarbeiten, ohne dabei beschädigt zu werden. Da neben dem Arbeitsdruck, also dem Druck, mit dem im Zylinder stattfindende Verbrennung auf den Kolben drückt, auch die Temperaturen ansteigen, sind physikalische Grenzen gesetzt.
Natürlich kann man Motoren so konstruieren, dass sie den Belastungen standhalten, aber das macht sie schwerer und vor allem teurer.
Wenn man statt des Ladedrucks den Hubraum vergrößert, kann man mit deutlich weniger Entwicklungsarbeit dieselbe Leistung erbringen, und erhält ganz nebenbei einen Motor, der nicht ständig an der absoluten Belastungsgrenze betrieben wird.
Nur mal zum Vergleich:
Mercedes W124 200D : 2 Liter Hubraum, 4-Zylinder ohne Turbo, Leistung 75 PS, Lebensdauer (bei regelmäßiger Wartung) nicht selten über 1 Million km.
VW T6: 2 Liter Hubraum, 4 Zylinder, Bi-Turbo, Leistung 184 PS, Lebensdauer oft noch nicht einmal 100000 km.
Wobei anzumerken ist, dass die Mercedes-Motoren fast immer am Limit betrieben werden mussten, wenn man einigermaßen vorankommen wollte. Der 200D war eben kein Rennwagen.
Die Verdichtung ergibt sich ja aus dem Hub. Den Ladedruck kannst du über den Turbo auch nicht übermäsig erhöhen da dazu ja auch eine Leistung notwendig ist und dazu kommt auch das die Luft immer wärmer wird und sich ausdehnt und somit nicht mehr Sauerstoff hat. Die dichtung wird wohl einiges mehr aushalten als im Motor entsteht.
Der Ladedruck ist durch die Belastbarkeit der Mechanischen Bauteile wie Kurbelwelle, Pleulstangen, Zylinder usw begrenzt. Diese müssen für die hohen Drücke ausgelegt werden und ab einem gewissen Druck werden die Bauteile einfach zu schwer. Auch steigt die thermische Belastung aller Bauteile, da die Verbrennungstemperaturen steigen und damit auch die Schadstoffemisionen wie Stickoxide. Das begrenzt den Verbrennungsdruck hauptsächlich.
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