Forbrændingsmotor
En forbrændingsmotor , også omtalt som en forbrændingsmotor [1] i patentlitteraturen , er en forbrændingsmotor (også kendt som en varmemotor), der omdanner kemisk energi til mekanisk arbejde . Til dette formål brændes en antændelig blanding af brændstof og luft (ilt) i et forbrændingskammer . Alle forbrændingsmotorer er kendetegnet ved forbrænding , dvs. generering af forbrændingsvarme i motoren . Den termiske ekspansion af den resulterende varme gas bruges til at sætte stempler (rotorer i Wankel -motorer ) i gang. De mest almindelige typer af forbrændingsmotorer er Otto (positiv tænding) og diesel (kompressionstænding) motorer . En typisk anvendelse af disse motorer er drev af motorkøretøjer (korte motorkøretøjer ) såsom biler eller motorcykler , skibe og fly . Forkortelsen ICE (Internal Combustion Engine) bruges til forbrændingsmotorer i køretøjer.
De kontinuerligt kørende jet- og raketmotorer samt gasturbiner er normalt ikke en del af forbrændingsmotorerne, selvom også der brændes brændstoffet inde i maskinen. Dampturbiner , dampmaskiner eller Stirling -motorer er ikke forbrændingsmotorer, da den varme, der kræves til driften, genereres udenfor og ikke nødvendigvis ved forbrænding.
Grundlæggende funktionalitet
I alle motorer med forbrænding ændres den involverede gas efter hver arbejdscyklus, dvs. der udsendes udstødningsgas og tilføres en frisk blanding (frisk gas). Den ubrugte forbrændingsvarme, der slipper ud med udstødningsgassen, er inkluderet i effekttabet .
Moderne motorer komprimerer den gas, der leveres til arbejdsområdet , hvorefter forbrændingen påbegyndes under tryk. Gassen varmes stærkt op, og trykket stiger. Motoren afslapper den varme gas (f.eks. Med et tilbagegående stempel), tryk og temperatur på gassen falder, og volumenet stiger. Det udfører mekanisk arbejde. Afhængigt af motorens konstruktion og funktion implementeres disse processer forskelligt. Grundlæggende for funktionen som motor er, at på grund af forbrændingen af brændstof-luftblandingen finder blandingens ekspansion sted ved et højere tryk end kompressionen. Den maksimale mulige effektivitet afhænger af det temperaturniveau, ved hvilket forbrændingsvarmen tilføres og fjernes, og er afhængig af kompressionsforholdet og cyklussen . Store totakts dieselmotorer opnår en effektivitet på godt 50%. Moderne benzinmotorer til biler opnår en effektiv effektivitet på 40% ved det bedste driftspunkt (omtrent midt i hastighedsområdet og lige under kurven for fuld belastning). For dieselmotorer til biler er det 43%. [2] Effektiviteten er lavere ved høje hastigheder og falder kraftigt, når belastningen falder, fordi de mekaniske tab i motoren næppe ændrer sig på grund af belastningen. De er omkring 10% af fuld belastningseffekt og er næsten helt afhængige af hastigheden. (se forbrugskort ). Dette er især vigtigt for motorkøretøjsmotorer i vejtrafik , da de hovedsageligt betjenes i det lavere delbelastningsområde. [3] Den gennemsnitlige effektivitet af en motorkøretøjsmotor er derfor meget lavere end maksimumværdierne. F.eks. Angiver Crastan en gennemsnitlig effektivitet på 20% for et konventionelt køretøj med benzinmotor. [4]
Betegnelser
I første halvdel af det 20. århundrede forsøgte Allgemeine Deutsche Sprachverein at germanisere den sammensatte fremmedord eksplosionsmotor. "Eksplosion" blev til "Zerknall" (som det stadig er tilfældet i dag i " Kesselzerknall ") og "Motor" blev blandt andet "Driver". Det foreslåede tyske navn for en forbrændingsmotor var "Zerknalltreibling", som i dag kun har overlevet som en vittighed.
Klassifikation
I motorbyggeriets historie er der udviklet og implementeret mange koncepter, der ikke nødvendigvis passer ind i følgende net, f.eks. Benzinmotorer med direkte indsprøjtning eller multi-fuel motorer . For overskuelighedens skyld betragtes disse særlige tilfælde ikke her.
Disse omfatter Wankel-motoren (benzinmotor med rotationsstempel og slotkontrol) eller marine dieselmotorer , der ofte er designet som totakts dieselmotorer med udstødningsventiler .
I henhold til arbejdsproceduren
- Firetaktsproces ( firetaktsmotor )
- Hvert af de fire arbejdstrin finder sted i løbet af en cyklus. Et slag betyder et stempelslag , det vil sige en fuldstændig opadgående eller nedadgående bevægelse af stemplet. Krumtapakslen roterer to gange i løbet af en firetaktscyklus. En tur bruges til at skifte gas. Frisk gas og udstødningsgas skilles fra hinanden ( lukket gasudveksling). I praksis er der dog kort kontakt under den såkaldte ventiloverlapning .
- Totaktsproces ( totaktsmotor )
- Også i totaktsprocessen komprimeres gassen kold og ekspanderes varm under to stempelslag (= slag). Udstødningsgassen erstattes af frisk gas kort før og efter stemplets nederste dødpunkt, som blæses ind i cylinderen under tryk. Derfor er en separat udluftningsventilator nødvendig for gasskiftet. For små (Otto) motorer er dette undersiden af stemplet i krumtaphuset ; større motorer har normalt internt eller eksternt drevet turbo eller Roots blæsere , også kombineret med en turbolader . Krumtapakslen roterer kun én gang i løbet af en arbejdscyklus. Gasudvekslingen er åben , hvilket betyder, at frisk gas og udstødningsgas blandes delvist.
- Sammensat motor
- I den sammensatte motor komprimeres og ekspanderes gassen gradvist. Til dette formål har den sammensatte motor to forbrændingscylindre og en central cylinder, der bruges til at forkomprimere og udvise gasserne, og hvis stempel er dobbeltvirkende. Stemplet i den centrale cylinder suger forbrændingsluften på undersiden i opadgående gear og komprimerer den i nedadgående gear. Trykluften ledes ind i en af forbrændingscylindrene, hvor den komprimeres yderligere. Hvis forbrændingscylinderens stempel har nået det øverste dødpunkt, indsprøjtes brændstoffet. Brændstoffet brænder, og stemplet presses ned af de ekspanderende gasser. I sit opadgående gear skubber stemplet ikke gasserne ind i udstødningen, men tilbage i den centrale cylinder, men på toppen. De gasser, der fortsætter med at ekspandere, skubber stemplet nedad og derved forkomprimerer den luft, der allerede er suget ind; gasserne udledes derefter, når stemplet bevæger sig opad. På dette tidspunkt er motorens arbejdscyklusser allerede startet igen. Den centrale cylinder fungerer i totakts, mens forbrændingscylindrene arbejder i firetakts. Derfor kræves to forbrændingscylindre til en central cylinder. Rudolf Diesel havde den sammensatte motor patenteret under DRP 67207 patent. Diesel håbede på en høj grad af effektivitet fra den sammensatte motor. I løbet af 1896 blev der bygget en prototype baseret på Nadrowskis tegninger lavet i 1894/1895 og blev først afsluttet i 1897. Testkørslerne viste, at på grund af det høje varmetab, når gasserne flød over fra forbrændingscylinderen til den centrale cylinder, kunne en høj grad af effektivitet ikke opnås. Ifølge Diesel var petroleumsforbruget ved tomgang 499 g · PS i · h −1 (678 g · kW i · h −1 ), til sammenligning brugte den første funktionelle dieselmotor kun 238 g · PS · h −1 ( 324 g KW h −1 ) råolie. [5]
- Delt cyklus motor ( Scuderi motor )
- Scuderi -motoren arbejder med fire separate slag, som dog er delt mellem to cylindre. De fire arbejdstrin sugning, kompression, forbrænding og udkastning er fordelt på to cylindre, som er designet til deres opgave. Det er en velkendt proces, men først for nylig (2007) førte det til konstruktionen af en prototype.
Efter bevægelsessekvensen
- Frem- og tilbagegående stempel (typisk gliderkrumtap med plejlstangen og krumtapakslen i store motorer, yderligere krydshoved og stempelstang , eksotiske konstruktioner, fri stempelmotor , leddelte forbindelsesstang motor , krank-loop motor eller crankshaft- færre kamskivesektioner motorer)
- Roterende stempelmotor (f.eks. Wankel -motoren )
Ifølge blandingsdannelsesprocessen
Otto -motorer arbejder normalt med et omtrent konstant forbrændingsluftforhold , det vil sige, at der tilføjes 13 til 15 masseenheder luft pr. Masse brændstof. 14,5 kg luft er påkrævet for at forbrænde 1 kg benzin; En sådan brændstof-luft-blanding kaldes støkiometrisk (luftforhold ) udpeget. Hvis der er mere luft i forbrændingskammeret end nødvendigt, er blandingen overstøkiometrisk, mager ( ), hvis der ikke er nok luft i forbrændingskammeret, er blandingen substøkiometrisk, rig ( ). Et luftforhold på 1 er påkrævet for at afgifte udstødningsgasserne i en katalysator med maksimal effekt. Dieselmotorer arbejder med et variabelt luftforhold, for eksempel fra 10 til 1,3.
Blandingsdannelsen kan finde sted både inden for og uden for forbrændingskammeret, hvorved den vigtigste kompressionstændingsmotor, dieselmotoren, kun arbejder med blandingsdannelse i forbrændingskammeret.
- Ekstern blandingsdannelse
- En antændelig gasblanding føres ind i cylinderen via indsugningskanalen og komprimeres der. Dette muliggør høje hastigheder, da det brænder uden forsinkelse, så snart det antændes. Overdreven temperatur (varm motor, høj kompression ved fuld belastning) kan føre til ukontrolleret selvantændelse . Denne effekt, kendt som banker , begrænser kompressionsforholdet. Et brændsels slagmodstand angives med dets oktantal og kan reduceres ved tilsætning af anti- knock- midler . Efter antændelse kan forbrændingen normalt ikke længere påvirkes. Den eksterne blandingsdannelse kan foregå på to måder:
- Karburatorer forstøver benzinen til fine dråber og skaber en aerosol , der føres ind i cylindrene. De var almindelige inden for bilteknik indtil 1990'erne og bruges nu næsten udelukkende i små motorer.
- Med indirekte benzinindsprøjtning , indsugningsmanifoldindsprøjtningen tilføjes brændstoffet til luftstrømmen ved et forholdsvis lavt tryk i indsugningskanalen lige før indsugningsventilen (-erne). Fordele i forhold til karburatoren inkluderer hurtigere og mere præcis kontrol af brændstofmængden og positionens uafhængighed (f.eks. Vigtig for flymotorer ).
- Intern blandingsdannelse, direkte injektion
- Kun luft suges ind og komprimeres af cylinderen. Brændstoffet sprøjtes kun direkte ind i forbrændingskammeret ved højt tryk umiddelbart før forbrænding, hvorfor effektiviteten kan øges ved højere kompression. Efter starten af injektionen har brændstoffet brug for tid til at fordampe og blandes med luften. Forbrændingen begynder med en forsinkelse og begrænser dermed det maksimale motoromdrejningstal.
Efter tændingsprocessen

- Ekstern tænding, enten kontrolleret eller ukontrolleret som glødetænding
- Selvantændelse eller homogen kompressionstænding (HCCI)
Gnistænding er et træk ved forskellige motorer, herunder benzinmotoren. Tændingen af brændstof-luftblandingen initieres af et tændingshjælpemiddel, normalt kort før top dødpunkt. Otto -motorer har tændrør til dette. Hvis der ikke er noget tændrør, og tændingen er ukontrolleret, kaldes det glødetænding. De første Daimler -motorer arbejdede med glødetænding. En glød-tænderen motor , der var udbredt i fortiden er glød-head motor , også kendt som acroyd motor efter sin opfinder. I Tyskland er den bedst kendt fra Lanz Bulldog landbrugstraktorer og i Skandinavien som motoren til fiskerbåde, herunder dem fra Bolinders . Med disse motorer skal en del af topstykket kaldet et glødhoved opvarmes, f.eks. Med en blæsebrænder, før tændingen kan starte. Brændstoffet sprøjtes ind i glødhovedet under kompressionsslaget. I dag bruges glødetændermotorer (som dog ikke fungerer efter Akroyd -metoden) hovedsageligt til modelfremstilling. For benzinmotorer kan der i sjældne tilfælde forekomme glødtændinger efter at motoren er slukket, men de har en skadelig virkning på motoren og er derfor uønskede.
Kompressionstænding er et træk ved forskellige motorer, hvor den mest berømte kompressionstænding er dieselmotoren. Der bruges ingen tændingshjælpemidler i en motor med kompressionstænding; i stedet startes tændingen udelukkende af kompressionsvarme. Den måde, kompressionstændingsmotorer fungerer på, afhænger af deres funktionelle princip: i en dieselmotor komprimeres ren luft først stærkt og derved opvarmes. Kort før top dead center (TDC) indsprøjtes dieselbrændstoffet , som selvantænder på grund af varmen. Da brændstoffet i dieselmotoren antændes på grund af den sene indsprøjtning, før der kan dannes en homogen blanding, omtales dieselmotoren som en heterogen blanding . I såkaldte HCCI- motorer dannes derimod en homogen blanding , der kun skal antænde gennem komprimeringsvarmen. I modsætning til dieselmotoren skal brændstoffet injiceres tidligt, så blandingen blandes godt (homogen) indtil antændelse. Dette resulterer i bedre emissionsværdier. Nogle konstruktionsmotorer arbejder også med homogen kompressionstænding, blandingen dannes her med en karburator, kompressionsforholdet kan justeres med en skrue.
Efter fyringsprocessen
Med forbrændingsproces eller forbrændingsproces i forbrændingsmotorer kaldes den sekvens, hvori brændstoffet forbrænder i motoren.
- lagdelt ladning ( benzinmotor )
- BPI -forbrændingsprocessen (med tændrør i forrum, benzinmotor)
- den jetstyrede forbrændingsproces (benzinmotor)
I henhold til påfyldningstypen
Efter afkøling
- Flydende køling
- Fordampningskøling
- Luftkøling
- Oliekøling
- Kombinationer af luft / oliekøling (SAMME)
- Nitrogenkøling
I henhold til hastighedsgraden
I tidligere år blev graden af høj hastighed bestemt af stempelhastigheden , senere i stigende grad af hastigheden . Store motorer [6] (skibe, tog, kraftgeneratorer) er opdelt i tre klasser:
- Langsomme løbere op til 300 omdr./min., Som fungerer i totaktsprocessen og er velegnede til tung fyringsolie
- Mellemhastighedsløbere mellem 300 og 1200 omdr./min., Der overvejende er firetaktsmotorer, der er velegnede til tung olie
- Højhastigheds-firetaktsmotorer fra 1000 o / min, som ikke længere er egnede til tunge fyringsolie.
Ifølge yderligere definitioner er der
- Centerløber op til 2000 omdr./min. For båd- og indre vandveje motorer, hjælpeenheder og lignende
- Højhastighedsløbere over 2000 o / min som benzin- og dieselmotorer til køretøjer [7]
- Ifølge Schrön
Hans Schrön skelner mellem tre forskellige typer, de langsomme løbere, de midterste løbere og de hurtige løbere i værket Die Internal runners, udgivet i 1942. Schrön bruger stempelhastigheden som et kendetegn. Han ser det faktum, at ikke alle motorer er designet som højhastighedsløbere på punkter, der spiller en vigtigere rolle i designet end høje hastigheder. De langsomme løbere og mellemløbere skal have en lang levetid og fri for interferens, herunder stationære motorer og marinemotorer. Schrön påpeger også fordelen ved høj effektivitet i marinemotorer. Andre centrale løbere omfatter jernbanevogne, lastbiler, traktorer og kampmotorer. Højhastighedsløbere skal have lav masse, lille volumen og gode installationskapaciteter; den højest mulige ydelse kan stadig spille en rolle. Speedbåde, fly og lette køretøjer kommer i betragtning som anvendelsesområder. Både diesel- og benzinmotorer kan køre hurtigt. [8.]
- Dieselmotorer ifølge Mau
Günter Mau skelner mellem dieselmotorers hastighed som følger: [9]
- Langsom hastighed: op til 300 min -1
- Mellemhastighed: mindre end 1000 min -1
- Høj hastighed: større end eller lig med 1000 min -1
I henhold til design og antal cylindre
Afhængigt af antallet af cylindre er / blev benzin- og dieselmotorer eller firetakts og totaktsmotorer bygget som:

- Enkeltcylindret motor ( 1 )
- In-line motor ( 2 / parallel twin , 3 , 4 , 5 , 6 , 7, 8, 9, 10, 12, 14)
- U-motor (4, 12, 16)
- V-motor ( 2 , 4 , 6 , 8 , 10 , 12 , 16, 20, 24)
- VR -motor (4, 5 , 6 , 8, 12, 16)
- W motor (3, 6, 8, 12 , 16 , 18, 24)
- Boxermotor ( 2 , 4 , 6 , 8, 12)
- H-motor (16, 24, 40)
- Radialmotor (3, 5, 7, 9, 11)
- Y-motor (3, 6, 12, 18, 24)
- X -motor (16, 24)
- In-line radialmotor (6 × 2 = 12, 4 × 3 = 12, 6 × 4 = 24, 4 × 5 = 20, 2 × 6 = 12, 4 × 6 = 24, 5 × 6 = 30, 6 × 6 = 36, 3 × 7 = 21, 4 × 7 = 28, 4 × 9 = 36, 7 × 6 = 42, 7 × 8 = 56)
- Flere radialmotorer (2 × 3 = 6, 2 × 7 = 14, 2 × 9 = 18, 4 × 7 = 28)
- Roterende motor (1, 2, 4, 5, 7, 9, 14)
- Modsat stempelmotor (totaktsmotorer, næsten kun diesel), for eksempel Junkers Jumo 205 (to krumtapaksler), Napier Deltic (tre krumtapaksler arrangeret i en trekant)
- Skifteplademotor (kun firetakts)
Typer og antal cylindre med fed skrift er almindelige i motorkøretøjer i dag. Forbrændingsmotoren med det højeste antal cylindre, der nogensinde er bygget, er Zvezda M520 in-line stjernemotor med 56 cylindre i syv cylinderbanker med otte cylindre hver.
Firetakts radialmotorer har altid et ulige antal cylindre pr. Stjerne. Årsagen til dette er, at i en firetaktsmotor udløses hver cylinder kun ved hver anden omdrejning, så en ensartet affyringssekvens, som er nødvendig for en jævn, vibrationsfri drift af motoren, kun kan opnås med et ujævnt antal cylindre. Flere radialmotorer såsom de 14-cylindrede dobbeltradialmotorer BMW 801 og Wright R-2600 eller P & W R-4360 (28 cylindre i fire stjerner på syv hver) har et lige antal cylindre.
Dette skal skelnes fra radialmotorer på linje, hvor flere cylinderbanker er anbragt i en stjerneform omkring krumtapakslen . Disse var for eksempel Daimler-Benz DB 604 , Rolls-Royce Vulture og Allison X-4520 ( X-motorer med fire cylinderbanker med seks cylindre hver = 24 cylindre), Junkers Jumo 222 og Dobrynin WD-4K (også 24 cylindre, dog som en sekskant med seks cylinderbanker med fire cylindre hver) og den tolvcylindrede Curtiss H-1640 Chieftain- motor med seks cylinderbanker med to cylindre hver.
I motorsport er V-motorer med et ujævnt antal cylindre (tre eller fem) lejlighedsvis bygget på trods af den højere ubalance.
Som langsomt kørende marine dieselmotorer findes der inline-motorer med op til 14 cylindre og V-motorer med 20 eller 24 cylindre.
Usædvanlige designs
Den roterende motor er en roterende stempelmotor , der blev opfundet af Felix Wankel og opkaldt efter ham. To kinematiske former er mulige med Wankel-motoren: På den ene side rotationsstempelmotoren , hvor et buet trekantet stempel ( konstant tykkelse ) i et ovalt skiveformet hus drejer på en cirkelbane bestemt af den excentriske aksel. På den anden side rotationsstempelmotoren, hvor både den buede trekantede rotor og den ovale skiveformede skalfigur ( trochoid ) roterer omkring deres tyngdepunkter på let forskudte akser.
Stelzer-motoren , opkaldt efter sin opfinder Frank Stelzer , er en totaktsfri stempelmotor med en bevægelig del kaldet et "trinstempel". Den består af tre stempler, der er stift forbundet med en stempelstang. Den midterste er en dobbeltvirkende skive stempel som en rødmen pumpe til de to ydre arbejdsbetingelser stempler, der arbejder som stempler til slot-kontrollerede, jævnstrømskøleskabe skyllede totaktsmotorer. På grund af stempelstangen er forbrændingskamrene i disse totaktsmotorer ringformede. De ydre ender af det trinvise stempel bevæger sig ud af motorblokken og kan være en del af en arbejdsmaskine, for eksempel en kompressor eller elektrisk generator .
Mederer-motoren og krydssløjfemotoren har en lidt anden bevægelsessekvens for stemplet.
Den sfæriske motor : Den første patenterede sfæriske motor blev udviklet af Frank Berry i 1961 i USA. En anden model fulgte, som blev udviklet af fysikeren Wolfhart Willimczik efter 1974 og fungerer efter totaktsprincippet. Herbert Hüttlin udviklede en sfærisk motor, der arbejder med buede stempler, der bevæger sig mod hinanden. Denne motor er kendt i litteraturen under det generiske udtryk roterende stempelmaskine. Arnold Wagner udviklede Hiteng sfærisk motor. Hiteng sfærisk motor arbejder med to dobbeltstempler, der roterer i et sfærisk hus. Opfinderen kalder denne motor for en oscillerende stempelmaskine.
I første halvdel af det 20. århundrede blev en række eksotiske konstruktioner designet, men de overskred ikke prototypestadiet. Fremskridt inden for materialeforskning har gjort det muligt at løse problemer med gamle konstruktioner.
Partikelemissioner fra forbrænding
Partikler i udstødningsgassen fra forbrændingsmotorer (10–1000 nm) er mindre end andre, f.eks. Dem, der er forårsaget af dækslitage (15.000 nm). Ligesom dem består de imidlertid af sod og kulbrinter ( f.eks. PAH ). Udstødningsgas -nanopartiklerne får deres formodede sundhedsrelevans for mennesker på grund af deres overfladeareal og størrelse. De kan beskadige cellemembraner (sod) eller reagere med dem (PAH). [10] På grund af deres størrelse ( nano refererer til alt under 100 nm) formår de at overvinde de øvre luftveje og lungevæggen og dermed komme ind i blodbanen ( jf. ). Dosis, eksponeringstid, projekterbarhed af dyreforsøg på mennesker og ledsagende omstændigheder såsom rygning af undersøgelsesdeltagere udgør målene for den aktuelle forskning. [11] I påvente af dette begrænser Euro 6 -emissionsstandarden for 2014 mængden af partikler for første gang (trækværdi: 6 × 10 11 stykker pr. Km) og ikke længere kun deres masse. [12] Massen påvirkes kun af de afgørende nanopartikler med 20%, men med diesel reduceres den samlede masse allerede med 97% af lukkede partikelfiltre. [13] [14] Dette viser, at akkumulering af filtrat der også fælder relevante mængder nanopartikler langt under den faktiske filterporestørrelse på 1000 nm. [15] [16] Med denne reduktion minimerer filteret også partiklernes klimapåvirkning. Den mørke sodfarve gør partiklerne til varmeabsorbere. På den måde opvarmer de den sodforurenede luft direkte og efter aflejring også områder med sne i Arktis, som de kan nå gennem luftstrømme fra f.eks. Europa. [17]
Benzin- og dieselmotorer producerer sammenlignelige mængder og størrelser af partikler under fuld belastning og koldstartfaser. [18] [19] I begge faser injiceres mere brændstof, end iltet kan brænde i cylinderen ("beriget blanding"). I koldstartfaser gøres dette for at varme katalysatoren op under fuld belastning for at afkøle motoren. Mens benzinmotorer kun producerer partikler, når de er i rig drift, på grund af iltmangel, produceres de i dieselmotorer, selv i magert drift og dermed i alle driftsfaser. [20] [21] Derfor er den samlede mængde partikler i benzinmotoren stadig på det lave niveau af en diesel med et lukket filtersystem. [22]
Grunden til dieselsod er dens dobbelt så lange kæde- aromater ( jf. Benzin ). De har et betydeligt højere kogepunkt (fra 170 til 390 ° C i stedet for 25 til 210 ° C). Samtidig er dieselforbrændingstemperaturen dog 500 ° C under benzinmotorens. [23] Benzin fordamper derfor mere fuldstændigt end diesel. Dens komponenter, der koger tidligere, fordamper først, hvilket også holder de resterende dråber af aromater med højere kogepunkter ved en lavere temperatur ( jf. ). De aromater, der ikke er fordampet, revner ind i deres komponenter under selvantændelsesfasen på grund af temperaturen. En af disse er kulstof , dvs. sod.
Partikelsammensætningen er forskellig på grund af kemien i begge brændstoffer. For benzinmotorer dominerer PAH -partikler, i dieselmotorer er det sodpartikler. [24] Partiklerne bliver først synlige, når de stables sammen. Synlige partikler er ikke længere åndbare og filtreres normalt og nedbrydes i de øvre luftveje. Indskud finder sted i udstødningen og især i partikelfilteret. Akkumuleringen af filtratet der fælder også partikler langt under den faktiske filterporestørrelse (1 µm). Dette reducerer antallet af partikler til niveauet for en benzinmotor. [22] Akkumulering af partikler i udstødningen bliver mærkbar. Hvis dette mangler, har en diesel et lukket filtersystem, og en benzinmotor har kun en lille procentdel af koldstart og fuld belastningsfaser.
Brændstoffer
- Motor benzin (se også: benzin , oktantal )
- Dieselbrændstof
- JP-8 (turbinebrændstof, brugt i militære dieselmotorer)
- Petroleum (turbinebrændstof, brugt i militære dieselmotorer)
- Biodiesel (vegetabilsk olie efter forestring)
- Vegetabilsk olie
- Fedtsyremethylester (som en blanding til diesel)
- Autogas (LPG)
- Metan ( naturgas (CNG); biogas ; trægas )
- Methanol (MeOH; CH3OH)
- Ethanol (EtOH C2 H5 OH; rent eller som en blanding)
- Hythane (CH 4 og H 2 )
- Tjæreolie , tung olie (til større stationære motorer og marinemotorer)
- Kulstøv
- brint
- Generator gas
- Ovn gas
- Træ gas
- Nitromethan (for det meste kun som brændstofadditiv)
Vigtige motorbyggere
- Carl Benz
- Georges Bouton
- George Brayton
- Edward N. Cole
- Clessie Cummins
- Gottlieb Daimler
- Joseph Day
- Philippe Lebon d'Humbersin
- Rudolf Diesel
- Ludwig Elsbett
- Hugo Junkers
- Frederick W. Lanchester
- Eugene Langen
- Étienne Lenoir
- Frank Perkins (ingeniør)
- Siegfried Marcus
- Wilhelm Maybach
- Nicolaus Otto
- Harry Ricardo
- Isaac de Rivaz
- Robert Stirling
- Felix Wankel
udsigter
Forbrændingsmotorer udsender kuldioxid (CO 2 ). Damit steigt die CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre , was zur globalen Erwärmung beiträgt. Viele Länder fördern deshalb den Verkauf von Elektroautos und/oder von Hybridelektrokraftfahrzeugen (siehe auch Elektromobilitätsgesetz und Elektromobilität #Förderwürdigkeit ). Eine zunehmende Zahl von Ländern plant, den Verkauf von Neuwagen mit Verbrennungsmotor ab einem bestimmten Stichtag zu verbieten. [25]
Siehe auch
- Motorsteuerung
- Abgasrückführung
- Kreislaufantrieb
- Motorkapsel
- Motorblock
- Motoreninstandsetzung
- Kraftstoffsystem (Flugzeug)
- Leanen
- Kalttest
- Kugelmotor
- Benzinstraßenbahn Kiew
Literatur
- Hans-Hermann Braess Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. 6. Auflage. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1011-3 .
- Wolfgang Kalide: Kolben und Strömungsmaschinen. 1. Auflage. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1974, ISBN 3-446-11752-0 .
- Jan Trommelmans: Das Auto und seine Technik. 1. Auflage. Motorbuchverlag, Stuttgart 1992, ISBN 3-613-01288-X .
- Hans Jörg Leyhausen: Die Meisterprüfung im Kfz-Handwerk. Teil 1, 12. Auflage. Vogel Buchverlag, Würzburg 1991, ISBN 3-8023-0857-3 .
- Wilfried Staudt: Handbuch Fahrzeugtechnik. Band 2, 1. Auflage. Bildungsverlag EINS, Troisdorf 2005, ISBN 3-427-04522-6 .
- Peter A. Wellers, Hermann Strobel, Erich Auch-Schwelk: Fachkunde Fahrzeugtechnik. 5. Auflage. Holland + Josenhans Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-7782-3520-6 .
- Gernot Greiner: Verbrennungsmotoren im Auto- und Flugmodellbau. Franzis Verlag, Poing bei München 2012, ISBN 978-3-645-65090-8 .
- Helmut Hütten: Motoren: Technik – Praxis – Geschichte. 10. Auflage. Motorbuch Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-87943-326-7 .
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Nach Definition der IPC-Klasse F02 „ Brennkraftmaschinen; mit Heißgas oder Abgasen betriebene Kraftmaschinenanlagen “, Untergruppe F02B „ Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung mit Verdrängerwirkung; Brennkraftmaschinen allgemein “ werden Erfindungen von Verbrennungsmotoren von den Patentämtern in diese Klassen eingeordnet.
- ↑ Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik S. 162, ISBN 978-3-8348-1011-3 .
- ↑ Vgl. Peter Hofmann, Hybridfahrzeuge . Wien 2010, S. 72f.
- ↑ Valentin Crastan , Elektrische Energieversorgung 2 . Berlin Heidelberg 2012, S. 57.
- ↑ Rudolf CK Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlin 1913, ISBN 978-3-642-64940-0 , S. 85; 130–140
- ↑ Siehe GP Merker, R. Teichmann (Hrsg.): Grundlagen Verbrennungsmotoren. 7. Auflage. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-03194-7 , Abschnitt 3.8 „ Großdieselmotoren “.
- ↑ Harald Maass: Gestaltung und Hauptabmessungen der Verbrennungskraftmaschine. Springer-Verlag, 1979, ISBN 3-211-81562-7 , S. 81–82. (books.google.de)
- ↑ Hans Schrön: Die Dynamik der Verbrennungskraftmaschine . In: Hans List (Hrsg.): Die Verbrennungskraftmaschine . Nr. 8 . Springer, 1942, ISBN 978-3-662-01905-4 , S. 9 , doi : 10.1007/978-3-662-02200-9 .
- ↑ Günter Mau: Handbuch Dieselmotoren im Kraftwerks- und Schiffsbetrieb . Vieweg, Braunschweig/ Wiesbaden 1984, ISBN 3-528-14889-6 , S. 15.
- ↑ Passierfähigkeit von Abgasnanopartikeln ( Memento vom 8. Februar 2008 im Internet Archive ).
- ↑ S. 51ff: Forschungsübersicht zu Abgasfeinstaub November 2007 ( Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven ) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. .
- ↑ Partikelanzahl ab Euro 6 begrenzt ( Memento vom 22. Februar 2014 im Internet Archive ).
- ↑ Partikelverteilung nach Größe und Masse ( Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven ) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- ↑ Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven: S. 16: 97%ige Reduktion der Gesamtpartikelzahl durch geschlossenen Filter .
- ↑ Nanopartikel-Reduktion durch geschlossenen Filter um 95 % ( Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven ) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
- ↑ Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven: S. 17 Nanopartikel-Reduktion durch geschlossenen Filter um 99,5 % .
- ↑ Kampagne mehrerer Umweltverbände für den Dieselpartikelfilter aus Klimagründen ( Memento vom 27. Dezember 2009 im Internet Archive ).
- ↑ Gleiche Partikelmengen und -größen in Diesel- und Benzinmotoren bei Volllast und Kaltstartphasen ( Memento vom 8. Juli 2012 im Webarchiv archive.today )
- ↑ S. 49 Gleiche Partikelgrößen in Diesel- und Benzinmotoren bei Volllast und Kaltstartphasen ( Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven ) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. .
- ↑ Xiangdong Chen, Dave OudeNijeweme, Richard Stone, Philip Price: Cold Start Particulate Emissions from a Second Generation DI Gasoline Engine . Nr. 2007-01-1931 . SAE Technical Paper, Warrendale, PA 23. Juli 2007 ( sae.org [abgerufen am 10. März 2019]).
- ↑ Partikel im Benzinmotor bei Volllast .
- ↑ a b Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven: S. 16/17: Gleiche Partikelmengen, -massen und damit auch -größen in Diesel- und Benzinmotoren während Fahrzyklus#Artemis-Zyklus|realer Fahrbedingungen .
- ↑ Temperaturen im Motor .
- ↑ S. 48 Bestandteile der Partikel ( Seite nicht mehr abrufbar , Suche in Webarchiven ) Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. .
- ↑ Torsten Seibt, Thomas Harloff, Uli Baumann, Gregor Hebermehl: Verbot von Diesel- und Benziner-Autos: Die Ausstiegs-Fahrpläne der Länder. In: auto motor und sport . 18. Mai 2021, abgerufen am 30. Mai 2021 .