2 - Überblick

2.2 - Sonderfälle

2.2.2 - Mechanische Konfiguration der Verbrennungsmotoren

2.2.2.2 - Viertakt- und Zweitakt-Gasöl-Kolbenmotoren

Der Gasöl-Kolbenmotor ist ein Motor mit heterogenem Luft-Brennstoff-Gemisch.

Die Mischung erfolgt im Zylinder oder in einer Kammer im Zylinderkopf, die in den Zylinder führt. Die Ricardo-Kammer ist ein Beispiel dafür.

Der Ablauf ist vergleichbar dem bei Benzinmotoren, außer, dass:

- die Luft bis auf 30 bis 55 bar verdichtet wird;

- die Verdichtungstemperatur zwischen 700° und 900° Celsius variiert, damit die Schwelle der Selbstentzündung überschritten wird;

- die Einspritzung vor dem oberen Totpunkt erfolgt;

- der Spitzendruck manchmal bis auf 200 bar ansteigt, allgemein aber um die 150 bar liegt; bei manchen Motoren im Labor ist der Druck auf über 240 bar angestiegen;

- der mittlere wirksame Druck 30% des am Ende der Verdichtung in atmosphärischen Dieselmotoren erreichten Drucks nicht überschreitet und sich auf den in Motoren mit Kühlung der Ladeluft erreichten Druck begrenzt

Die Sicherheitsmarge in den Motoren mit Dieseleinspritzung muss sehr viel größer sein als in Benzinmotoren, denn es müssen fehlgeschlagene Selbstzündungen, die den Spitzendruck beim nächsten Hub erhöhen, berücksichtigt werden.

Daraus ergibt sich, unter Berücksichtigung der erhöhten Verdichtungsdrücke in Dieselmotoren, dass die hohen durch die Spontanzündung erzeugten Spitzendrücke eine relativ schwere Motorgruppe erforderlich machen.

Und da die Motoren mit heterogenem Gemisch mit bedeutendem Luftüberschuss laufen, selbst bei Volllast, haben Dieselmotoren eine geringe Leistungsdichte.

Vorteile des Gasölmotors:

- Konzipierung seit langer Zeit im Griff;

- kommerzielle Strukturen auf Basis dieses Motors;

- die Konfiguration Kolben/Zylinder begünstigt hohe Drücke.

Nachteile des Gasölmotors:

- hohe Fertigungskosten;

- schlechtes bis sehr schlechtes Verhältnis Spitzendruck zu Mindestdruck;

- geringe Leistungsdichte, bei gleicher Leistung ist der Hubraum eines Dieselmotors generell 1,5 mal so hoch wie bei Benzinmotoren;

- schlechter Ertrag: nur etwa 30% der im Brennstoff enthaltenen Wärmeenergie wird in mechanische Energie umgewandelt;

- ungünstiger Emissionswert: Ruß und unverbrannte Partikel;

- laut bis sehr laut;

- leistungsfähiges Getriebe erforderlich.

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