80

Maschinenwesen (Fach) / Motorthermodynamik (Lektion)

Diese Lektion wurde von Lulu83 erstellt.

Lektion lernen

zurück  |  weiter 2 / 2

• Mit welche Modelle kann man modellieren der dieselmotorische Verbrennung? - Characteristic Time Scale Model - Flamelet Model
• Flamelet Model - Idee ? - Auch in turbulenten Diffusionsflammen findet eine große Anzahl an chemischen Reaktionen statt, die sich in einer dünnen Schicht befinden und als laminar behandelt werden können - Turbulente Flamme wird als Superposition vieler "kleiner" laminare Flamelets gesehen (statistische Verteilung)
• Einfluss des Aufladung auf die Abgasemissionen ? Allgemein --> Nox steigt  Abhilfe --> diminué epsilon 1. Otto - Gesamtzyklusemission abhängig von der Rohemission sowie der Light-Off-Tempertur des Katalysators; Nachoxidation/Katheizen mit größerer Ventilüberschneidung verbessern 2. Diesel - CO- und HC-Emissionen meist unkritisch -Größerer Luftüberschuss möglich --> PM-Emission kann reduziert werden - Reduktion der NOx Emissionen bei gleicher Leistung und Verbrauch durch späte Einspritzung möglich
• Kapitel 6: Bedingungen am Röhrende bei EÖ und AÖ ? - Bei EÖ (p_z < p_einlass) wird eine negative Druckwelle (Expansionswelle) erzeugt - Bei AÖ (p_z > p_auslass) eine positive Druckwelle (Kompressionswelle) Am geschlossenen Rohrende wird also eine Druckwelle als Welle gleicher Art reflektiert  Am offenen Rohrende wird eine Druckwelle als Welle entgegengesetzter Art reflektiert Expansionswelle durch EÖ wird im Sammler als Kompressionswelle reflektiert --> bessere Füullung Kompressionswelle bei AÖ wird als Expansionswelle reflektiert --> verbessert Spülung
• Innere Verdichtung - Definition Erfolgt die Drucksteigerung in einem Verdichter während das FLuid durch diesen strömt - also kontinuierlich - spricht man von innerer Verdichtung Ohne innere Verdichtung: Das FLuid wird ohne Drucksteigerung durch den Lader gefördert. Die Kompression erfolgt erst, wenn das Fluid mit nachgeschaltetem Volumen (höherer Druck) in Verbindung steht
• Art von Verdichter ? 1. Verdrängerlader (mit oder ohne innere Verdichtung) 2. Strömungsverdichter: Kinetische Energie wird in Druckenergie umgewandelt (kontinuierlich --> innere Verdichtung)
• Verdrängerlader - Charakteristisch? - Nach links geneigten Linien konstanter Laderdrehzahl - Fördern zum Teil diskontinuierlich --> unterschiedlichen Füllung der Zylinder und Laufruhe beeinträchtigt - Keinen instabilen Bereiche --> Einsatz im gesamten Kennfeldbereich - Druckverhältnis drehzahlunabhängig
• Strömungsverdichter - Charakteristisch? - Mit steigendem druckverhältnis sinkt der Durchsatz - Verdichterpumpen: Bei hohem Druckverhältnis und geringen Massenströmen Umkehr der Strömungsrichtung --> verbunden mit starken Vibrationen, Druckstößen sowie schnellen Temperaturunterschieden (Schädidung des Motors) - Stopfen: Im engsten Querschnitt wird Mach 1 erreicht - Maximaldrehzahl: Begrenzt das Kennfeld nach oben
• Axialverdichter und Radialverdichter - Vorteile und Nachteile? 1. Axialverdichter + Hohe Durchsätze - Geringes Druckverhältnis 2. Radialverdichter + Hohes Druckverhältnis + kompakte Bauweise
• Verdrängerlader und Strömungsverdichter - Druckverhältnis / Volumeströme Diagramm ? Slide 6-37 und 6-38
• Anzeige
• Axialverdichter - Druckerhöhung ? - Verzögerung des Fluids im Laufrad - Druckerhöhung im Diffusor
• Radialverdichter - Druckerhöhung? - Druckerhöhung durch Zentrifugalfeld - Druckerhöhung des Fluids im Laufrad - Druckerhöhung im Diffusor
• Radialturbine - Druckexpansion? - Expansion durch Zentrifugalfeld - Expansion des Fluids im Laufrad - Expansion Leitschaufeln
• Turbinenkennfeld (Modell einer Drossel) ? Slide 6-48
• Sperren der Turbine/Drossel - Erklären Eine eitere Erhöhung des Druckverhältnisses steigert den reduzierten Massenstrom nicht Wenn Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors steigt, aber nicht abgeführt werden kann, so steigt der Druck vor Turbine. DIes erhöht die Ladungswechselarbeit und verschlechtert die Spülung. Der Kraftstoffvverbrauch des Motors nimmt zu.
• Kapitel 6 - Schluckverhalten eines Zweitaktmotors - Wie wird der Motor modellieren ? Was ist die Problem mit diese Modell ? Der Motor wird als Drossel modellieren Problemastisch: Intermittierende Arbeitsweise
• Schluckverhalten Zweitaktmotor - Druckverhältnis/Volumenstrom Diagramm ? Charakteristisch ? Diagramm: slide 6-54 Charakteristisch: - Druckverhältnis steigt in etwa parabolisch mit dem Volumenstrom - Ein höherer Abgasgegendruck erfordert auch einen höheren Ladedruck - Abgasturboaufladung: Mit steigendem Volumentrom nimmt der Abgasgegendruck überproportional zu 
• Schluckverhalten Viertaktmotor (mit und ohne Ventilüberschneidung) Modell für der Schluckverhalten eines Viertaktmotor ? Slide 6-56 Modell: Der Motor wird als Drossell dargestellt 
• Mechanische Aufladung - 6 Charakteristisch ? - Verdichter wirdelektrisch oder direkt von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben - Aufgrund von Verlusten ist die reale Verdichtarbeit stets größer als nutzbare Ladungswechselarbeit - Für eine Wirkungsgradsverbesserung müssen die Reibungs- und Wandwärmeverluste des Motors so stark zurückgehen, dass die Verdichterarbeit kompensiert wird - Anwendung: Kleine Motoren - Immer positives Spülgefälle (keine Turbine) - Zielkonflikt Turbinenwirkungsgrad va. Anspringsverhalten Katalysator entfällt
• Mechanische Aufladung - 6 Regelung? 1. Drehzahlgeregelter Verdichter 2. Abblasen --> ineffizient 3. Umblasen mit geregeltem Bypass-Ventil 4. Kennfeldstabiliserende Maßnahme (KSM) 5. Vorleitgitter 6. Diffusorbeschaufelung
• Drosselklappe nach oder vor Verdichter - Diagramm Slide 6-70
• Drosselklappe vor Verdichter - Charakteristisch? - Besseres Teillastverhalten - Unterdruck im Verdichter bei Teillast erfordert aufwendige Ölabdichtung - Bei Verwendung eines Ladeluftkühlers verschlechtert sich das Ansprechverhalten aufgrund des größeren Totvolumens
• DrosselKlappe nach Verdichter - Charakteristisch ? - Ohne Umblaseventil Gefahr des Verdichterpumpens - Bei schnellem Schließen der Drosselklappe entsteht ein hoher Leistungsüberschuss an der Turbine. Auf der Seite des Verdichters kaum Massenstrim vorhanden --> Verdichterpumpen
• Abgasturboaufladung --> Charakteristisch ? - Abgas wird in einer Turbine expandiert und die gewonnene Energie wird über eine Welle an einen Strömungsverdichter übertragen, der Frischluft komprimiert - Höher Wirkungsgrad  - Geringer Bauraumbedarf - Günstiges Emissionsverhalten
• Energie utilisé dans le diagramme P-V par le Abgasturboaufladung Slide 6-75
• Kapitel 6 - Stationärauslegung - 4 Charakteristisch? - Hohe Leistung bei optimalen Wirkungsgrad  - Verdichter und Turbine ausreichend groß dimensionieren - Möglichst geringe Drukverluste - Umfasst folgende Subsysteme : 1. Einlasssystem 2. Auslasssystem 3. Aufladesystem
• Kapitel 6 - Instationärauslegung - Ziel? Stellgrößen? Ziel: Das Gesamtsystem aus Motor und Abgasturbolader soll auf Lastwechsel schnell und vorhersehbar reagieren  Stellgrößen: - Zündung - Einspritzung - Luftmenge Durch die zusätzlichen Volumina bei der Abgasturboaufladung wird die Totzeit des Luftpfades weiter erhöht 
• Mechanismus des Stau- und Stoßaufladung Stauaufladung: Beruhigen der Strömung zur Erhöhung des Turbinenwirkungsgrad  Stoßaufladung: Ausnutzen des Druckstöße zur Verbesserung des Ansprechverhaltens des Motors
• Unterschiede Stau- und Stoßaufladung Stauaufladung: - Druckverluste im Abgassytem höher - Niedriegerer Abgasgegendruck --> Positive Auswirkung auf Motorwirkungsgrad - Höherer Turbinenwirkungsgrad Stoßaufladung: - Vorteile im dynamischen Verhalten
• Registeraufladung - 4 Charakteristisch? - Bedarsgerechter Einsatz von Abagasturboladern - Parallele Anordnung von zwei oder mehreren Turboladern mit kleinerem Querschnitt  - Beim Start und bei Teillast wird nur eine Hälfte der Lader durchströmt - Kleine Turbolader verfügen über ein besseres Dynamikverhalten

zurück  |  weiter 2 / 2