Verdichtungsverhältnis eines Dieselmotors - wie kann man die Parameter erhöhen?
Inhalt
Wissen Sie, wie das Herz Ihres Autos, der Motor, funktioniert? Welche Vorgänge laufen ab, wenn Sie auf das Gaspedal treten oder schalten? Leugnen Sie dieses Wissen nicht – je besser Sie Ihr Auto kennen, desto eher spüren Sie eine mögliche Fehlfunktion. Eine der wichtigen Eigenschaften ist das Verdichtungsverhältnis des Motors.
Wir studieren die Theorie - was passiert in der Brennkammer?
Theoretisch ist das Verdichtungsverhältnis das Verhältnis des Volumens im Raum über dem Arbeitskolben zum Zeitpunkt des Passierens des unteren Totpunkts zum Volumen im Raum über dem Kolben zum Zeitpunkt des Passierens des oberen Totpunkts. Diese Definition drückt die Druckdifferenz im Brennraum selbst in dem Moment aus, in dem Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird.
Im Alltag wird das Verdichtungsverhältnis oft mit einem anderen Begriff verwechselt, nämlich der Verdichtung eines Dieselmotors, aber in der Praxis sind das zwei unterschiedliche Begriffe. Kompression ist der maximale Druck, den der Kolben in einem Zylinder hat, wenn er vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt geht. Dieser Wert wird in Atmosphären gemessen.
Das Kompressionsverhältnis wird durch ein mathematisches Verhältnis gemessen, zum Beispiel 19:1. Für Dieselmotoren gilt das Verhältnis zwischen 18 und 22 zu 1 als am besten. Bei diesem Kompressionsgrad arbeitet das Herz des Autos am effizientesten. Der Kraftstoffverbrauch steht in direktem Zusammenhang mit dem Verdichtungsverhältnis. Je mehr der Druck in der Kammer ansteigt und je größer die Verdichtung ist, desto sparsamer wird der Kraftstoffverbrauch, während die aufgenommene Leistung steigen kann.
Kompressionsverhältnis in der Praxis – wie funktioniert es?
Die Verbrennung des Kraftstoffgemisches im Motor erfolgt durch die Wechselwirkung gemischter Kraftstoff- und Luftdämpfe. Wenn das Gemisch zündet, dehnt es sich aus, was zu einem Druckanstieg in der Kammer führt. Gleichzeitig führt die Kurbelwelle Umdrehungen aus, bzw. der Motor leistet einen Hub Nutzarbeit. Heutzutage werden Dieselmotoren mit niedrigem Verdichtungsverhältnis praktisch nicht mehr produziert, da dies nicht erforderlich ist, und auch Kraftstoffe mit niedriger Oktanzahl sind praktisch vom Markt verschwunden. Alle streben nach sparsameren und drehfreudigeren Motoren mit höherem Verdichtungsverhältnis.
Eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses kann durch eine Verkleinerung des Brennraums eines Dieselmotors erreicht werden. Bei solchen Änderungen müssen Ingenieure in Fabriken jedoch eine Kompromisslösung finden, da sie den Druck in der Kammer aufrechterhalten und die Menge des verbrannten Kraftstoffs reduzieren müssen. Eine Möglichkeit, die Kompression zu erhöhen, besteht darin, die Zylinderkopfblöcke zu bohren - das Kompressionsverhältnis steigt und das Volumen der Kraftstoffverbrennung in der Kammer nimmt ab. In diesem Fall behält der Zylinder sein Arbeitsvolumen und der Hubraum ändert sich nicht.
Ändern des Komprimierungsverhältnisses - wie kann die Leistung verbessert werden?
Heutzutage haben Ingenieure einen alternativen Weg gefunden, um den Druck in der Brennkammer zu erhöhen - dies ist der Einbau eines Turboladers. Der Einbau dieser Vorrichtung führt zu einer Druckerhöhung in der Brennkammer, während die Volumina der Kammer selbst nicht verändert werden müssen. Das Erscheinen solcher Geräte hat zu einer deutlichen Leistungssteigerung von bis zu 50% der ursprünglichen Zahlen geführt. Der Vorteil von Kompressoren ist die Möglichkeit, sie selbst zu installieren, obwohl es am besten ist, diese Aufgabe Spezialisten anzuvertrauen.
Das Funktionsprinzip von Kompressoren aller Art beruht auf einer einfachen Aktion, die auch für Kinder verständlich ist. Wir wissen, dass ein Automotor aufgrund der konstanten Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches funktioniert, das in die Motorzylinder eintritt. Die Hersteller stellen das optimale Verhältnis von Kraftstoff und Luft ein, die in die Zylinder gelangen - letztere gelangt aufgrund der Bildung einer verdünnten Atmosphäre beim Ansaugtakt in die Brennkammer. Kompressoren hingegen ermöglichen es, dem gleichen Volumen des Brennraums mehr Kraftstoff und Luft am Einlass zuzuführen. Dementsprechend steigt die Energiemenge während der Verbrennung, die Leistung der Einheit steigt.
Autofahrer sollten sich jedoch nicht von einem übermäßigen Anstieg der Anfangsindikatoren ihres „eisernen Pferdes“ mitreißen lassen - mit zunehmender Wärmeenergiemenge steigt auch die Abschreibung von Motorteilen.
Kolben brennen schneller aus, Ventile verschleißen, das Kühlsystem fällt aus. Wenn die Turboaufladung mit eigenen Händen installiert werden kann, ist es außerdem bei weitem nicht immer möglich, die Folgen dieses Experiments selbst in einer guten Autowerkstatt zu beseitigen. In besonders erfolglosen Fällen der Automodernisierung kann sein „Herz“ einfach explodieren. Es muss kaum erklärt werden, dass die Versicherungsgesellschaft sich weigern wird, Ihnen nach diesem Präzedenzfall eine Entschädigung zu zahlen, und Ihnen die gesamte Verantwortung auferlegt.
Dieselmotoren haben keine Drosselklappe, wodurch die Zylinder drehzahlunabhängig besser und effizienter gefüllt werden können. Bei so vielen modernen Autos ist ein Gerät wie ein Ladeluftkühler eingebaut. Damit können Sie die Füllmasse in den Zylindern um 20% erhöhen, was die Motorleistung erhöht.
Der erhöhte Verdichtungsverhältnisdruck eines Dieselmotors ist nicht immer positiv und erhöht nicht immer seine Leistung. Das Betriebskompressionsverhältnis kann für einen bestimmten Kraftstofftyp bereits nahe seiner Klopfgrenze sein, und eine weitere Erhöhung kann die Motorleistung und die Laufzeit verringern. In modernen Autos wird der Druck im Brennraum ständig von einer Elektronik kontrolliert und gesteuert, die schnell auf Änderungen der Motorleistung reagiert. Bevor Sie irgendwelche Operationen durchführen, um die Parameter eines modernen "Eisenpferdes" zu erhöhen, konsultieren Sie unbedingt Spezialisten.
• Common-Rail-System.
Ein modernes System, das bei den meisten modernen Fahrzeugen mit Dieselantrieb zum Einsatz kommt. Das Prinzip besteht darin, dass das Kraftstoffgemisch den Brennräumen unabhängig von Drehzahl und Leistung immer mit dem gleichen Druck zugeführt wird. Wenn in einem herkömmlichen System eine Kompression im Ansaugkrümmer auftritt, dann in der Common Rail zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung in die Kammer. Dank dieses Systems wird die Produktivität um 30 % gesteigert, dieser Wert kann jedoch je nach Kraftstoffeinspritzdruck variieren.
• Chiptuning.
Eine ebenso beliebte Möglichkeit zur Leistungssteigerung ist das Chiptuning. Das Prinzip der Verfeinerung besteht darin, die Eigenschaften des Drucks im Kraftstoffsystem durch Ändern der Parameter des elektronischen Motorsteuergeräts zu ändern. Der Chip verbessert die Leistung und Effizienz des Motors und überwacht auch die Zeit der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern. Darüber hinaus können Sie durch Chiptuning den Kraftstoffverbrauch senken und den Betrieb wirtschaftlicher gestalten.
Um das Chiptuning selbst durchzuführen, benötigen Sie spezielle Ausrüstung, Kenntnisse und Erfahrung. Der Einbau eines modifizierten Steuergeräts bedeutet zwangsläufig eine motorspezifische Feinabstimmung, außerdem ist zunächst eine Diagnose erforderlich. Um ein garantiertes Ergebnis zu erzielen, wenden Sie sich daher besser an Fachleute.
