2 - Geschichtlicher Überblick

2.2 - Spezifische Beispiele

2.2.1 - Thermodynamik der Verbrennungsmotoren

2.2.1.4 - Klassifikation der Verbrennungsmotoren

Wenn die Verbrennung innerhalb des Motors stattfindet, sprechen wir von einer internen Verbrennung. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, dies zu realisieren. Bei beiden dieser Fälle handelt es sich um einen offenen Kreislauf:

- zum einen der zyklische Prozess, bei welchem abwechselnd Treibstoff eingeführt, und verbranntes Gas ausgeführt wird. Diesen Ablauf findet man bei den Kolbenmotoren;

- zum anderen der kontinuierliche Prozess, bei welchem der Austausch des Treibstoffes ohne Unterbrechung erfolgt, so bei den Gasturbinen.

Wenn die Verbrennung außerhalb des Motors stattfindet, sprechen wir von einer externen Verbrennung. In diesem Fall kann der Arbeitsvorgang kontinuierlich und der Kreislauf geschlossen sein, denn das Flüssigkeitsgemisch kann chemisch unverändert bleiben und eine Zustandsänderung erfahren ohne dabei ersetzt zu werden.

Die Homogenität des Treibstoff-Luft-Gemisches wird durch die Mischung außerhalb der Brennkammer begünstigt. Wir sprechen dann von einer externen oder gleichmäßigen Mischung.

Die Mischung innerhalb der Brennkammer ist im Vergleich dazu weniger vorteilhaft. Sie ist in diesem Fall heterogen. Man spricht dann von einer internen oder heterogenen Mischung.

Die durch einen elektrischen Funken ausgelöste Verbrennung nennt man Fremdzündung. Wenn sich aber das Gemisch bei erreichen der Selbstentzündungstemperatur spontan entzündet, spricht man von Selbstzündung.

2.2.1.5 - Thermodynamische Kreisläufe

Die Umsetzung der Wärmeenergie in mechanische Energie ist nur möglich, wenn das Motorengemisch seinen Zustand ändert.

Diese Zustandsänderungen werden im Allgemeinen durch Diagramme dargestellt, welche jeweils zwei Zustandsgrößen darstellen:

- Anstieg oder Rückgang der Temperatur;

- Erhöhung oder Senkung des Drucks;

- Erhöhung oder Senkung des Volumens.

Im Allgemeinen drücken die Koordinaten eines Diagramms diese Verhältnisse aus:

- Druck-Volumen in einem p-V Diagramm;

- Temperatur-Entropie in einem T-s Diagramm;

- Enthalpie-Entropie in einem h-s Diagramm.

Die Studie der Thermodynamik hat mehrere Wissenschaftler dazu verleitet, einige thermodynamische Kreisläufe vorzuschlagen. Wir werden nur jene nennen, die noch heute gebräuchlich sind:

- A. Beau de Rochas im Jahre 1862. (1815 - 1893) der die Verdichtung und den Viertaktzyklus erfand. Er ist der Referenzkreislauf der heutigen Viertaktmotoren.

- N.A. Otto baute im Jahre 1867 nach diesem Kreislauf einen Motor, musste aber seine Arbeit aufgrund eines verlorenen Prozesses aufgeben. Er war nämlich nicht der Inhaber der Patente.

- J. Joule im Jahre 18. . (1818 - 1889) der den Kreislauf des konstanten Druckes erfand. Er ist der Basiskreislauf der Gasturbinen.

- Sabathé war der Erste, der die Zyklen von A. Beau von Rochas und von Diesel verbindet. Er ist der Referenzkreislauf für die Dieselmotoren, die viele noch zu Unrecht „Dieselmotor“ nennen.

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