La mbda , M [Nm]

Transkript

1 1. Lastschnitt bi 2 min -1 ZZP Klopfrglung KW v. OT P [kw] b [g/kw h] p m_br. [bar] n_ist 1/min M_Ist Nm T_3 C KV_V rb. kg/h La mbda --- ZZP KW spzifischr Kraftstoffvrbrauch 55, 5, 45, b [g/kwh] 4, 35, 3, 25, 2, Bi shr nidrign Drhmomntn, das hißt im Tillastbrich, ist dr spzifisch Kraftstoffvrbrauch shr hoch. Dis ist mit dm gringrn mchanischn Wirkungsgrad und dr höhrn Ladungswchslarbit im Tillastbrich zu rklärn. Ds Witrn ist di nidrig abggbn Listung im untrn Tillastbrich rlvant. Di Brchnung für b lautt: b = B P - 2 -

2 Da dr Motor auch schon bi inr abggbnn nidrign Listung inn rlativ hohn Kraftstoffvrbrauch B hat, ligt b hir shr hoch. Dr witr Vrlauf dr Knnlini blibt nahzu waagrcht, da bi Erhöhung ds Momnts bi konstantr Drhzahl sich di Listung rhöht, damit sinkt ntsprchnd dr obn anggbnn Forml dr spz. Kraftstoffvrbrauch. Bi P=3kW bträgt dr Kraftstoffvrbrauch rund 1,5kg/h, das hißt Faktor 2. Im mittlrn Drhmomntbrich ligt das Minimum ds spzifischn Kraftstoffvrbrauchs. Es wird in Listung von P=36kW bi inm Kraftstoffvrbrauch rund 8,5kg/h rricht, was inm Faktor von rund 4,2 ntspricht. Bi witr stigndm Drhmomnt stigt auch dr spzifisch Kraftstoffvrbrauch widr an. Das rsultirt aus dr Annährung an di Volllast. Hirbi wird das Gmisch angfttt (,9< λ < 1,) wodurch dr Kraftstoffantil rhöht wird. Abgastmpratur T3 [ C] Da di Drhzahl und das Hubvolumn konstant sind, muss zur Erhöhung ds Drhmomnts dr ffktiv Mittldruck rhöht wrdn. Das wird durch in längr Einspritzdaur rricht. Es kommt zu inr vrmhrtn Einspritzung ds Luft-Kraftstoff-Gmischs. Di umgstzt Enrgi stigt, was in stärkr Erwärmung ds Abgass nach sich ziht. Dr Abfall ds Tmpraturgradintn im Volllastbrich ist durch di vrmhrt Kraftstoffkühlung zu rklärn (sih Lambda-Drhmomnt- Diagramm)

3 Zündzitpunkt -1, -5,, ZZP [ KW v. OT] 5, 1, 15, 2, 25, 3, 35, Dr frühr Zündzitpunkt im Tillastbrich ist mit dm größrn Brnnvrzug D f zu rklärn. Di Brnngschwindigkit im Zylindr stigt mit dr Tmpratur und dm Druck an. Da im Tillastbrich in gringrr Druck hrrscht, ist in frühr Zündung notwndig. Um inn höhrn ffktivn Mittldruck zu rrichn muss di Zündung nach Spät gstllt wrdn um di Klopfsichrhit zu gwährlistn. (Dr zwit Msspunkt, wlchr aus dm Vrlauf dr Knnlini hraus fällt, ist auf inn Mss- odr Bdinungsfhlr zurückzuführn.) - 4 -

4 Lambda 1,2 1,,98 Lambda,96,94,92,9, Im Tillastbrich wird dr Motor mit inm Luftvrhältnis von λ 1, btribn. Hir ligt das Vrbrauchsminimum. Zur Erhöhung ds rrichbarn Drhmomnts wird im Allgminn das Lambda im Volllastbrich rduzirt (d.h. s ist mhr Kraftstoff vorhandn). Glichzitig stigt abr di Tmpratur im Zylindr. Auf Grund ds mhr ingspritztn Kraftstoffs soll sichrgstllt wrdn, dass bi voll göffntr Drosslklapp tatsächlich gnügnd Kraftstoff ingspritzt wird. Ds Witrn kann dis zur ffktivn Bautilkühlung gnutzt wrdn (Kraftstoffkühlung), da dr nicht vrbrannt Kraftstoff vrdampft und dm Brnnraum Wärm ntziht. Hirbi hat di Wärmkapazität ds Kraftstoffs inn höhrn Antil an dr Aufnahm von Enrgi als durch dssn Vrdampfung. Es handlt sich bi dm Vrsuchsmotor um inn hochaufgladnn Motor, da dr ffktiv Mittldruck Wrt bis zu 21,85 bar rricht. Typisch Brich sind in dr folgndn Tabll aufgführt. Motortyp p m [bar] Saugmotor 1 13 Aufgladnr Motor (Turbo) Hochaufgladnr Motor

5 2. Lambdavariation Drhmomnt und Abgastmpratur T3 [ C] ,7,8,9 1, 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Lambda Drhmomnt Das vrbrauchsoptimal Vrbrnnungsluftgmisch ligt bi λ 1. In dism Punkt kommt s zu inr vollständign Vrbrnnung ds Bnzin-Luft-Gmischs. Bi Wrtn klinr ins (angfttts Gmisch) ist übrschüssigs Bnzin vorhandn. Es kommt zu inr unvollständign Vrbrnnung. Di Abgastmpratur sinkt, wil s durch dn übrschüssign Kraftstoff gkühlt wird. Für Wrt übr ins gilt ähnlichs. Durch di unvollständig Vrbrnnung ist di Flamm klinr. Durch dn Luftübrschuss sind nicht all Luftpartikl am Brnnvrlauf btiligt und dadurch kommt s zu inr Luftkühlung und damit gringrn Abgastmpratur. Dr Anstig im höhrn Lambda-Brich (λ>1,3) stigt di Abgastmpratur widr an, da s hir zu inr vrschlpptn Vrbrnnung kommt. Zur Erhöhung ds Drhmomnts wird das Lambda rduzirt. Bi stigndm Lambda sinkt das Drhmomnt, da immr wnigr Kraftstoff für di Vrbrnnung, das hißt Drhmomntrzugung, zur Vrfügung stht. Abgastmpratur Das Maximum dr Abgastmpratur ligt bi λ=1. Bi λ>1 fällt si widr ab, da zuvil Luft und zuwnig Kraftstoff vorhandn ist. Diss Luft-Kraftstoff-Gmisch ist nicht ausrichnd, um hoh Tmpraturn zu rzugn. Bi λ<1 wird dr zuvil ingspritzt Kraftstoff aufgrund ds Luftmangls nicht gnügnd umgstzt. Dr übrschüssig Kraftstoff wirkt hirbi kühlnd

6 spzifischr Kraftstoffvrbrauch 36, 34, 32, b [g/kwh] 3, 28, 26, 24, 22, 2,,7,8,9 1, 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Lambda Das Vrbrauchsminimum ligt im Brich λ=1,5. Im Brich λ<1,5 wird bi glichr Ansaugluftmng mhr Kraftstoff ingspritzt als maximal durch di Luftmng bi dr Vrbrnnung umstzbar ist. Zur Brchnung wird folgnd Forml vrwndt: b = Es ist rknnbar, dass bi hohm B auch b stigt. Im Brich λ>1,5 blibt di angsaugt Luft glich und s wird wnigr Kraftstoff ingspritzt. Glichzitig sinkt di abggbn Listung, wodurch in dutlichr Anstig von b bobachtt wrdn kann. B P - 7 -

7 3. ZZP-Variation Momnt und Abgastmpratur T3 [ C] ZZP [ KW v. OT] Momnt Das Maximum ds Momnts ligt bi 15 KW vor OT. Disr Zündzitpunkt markirt das Optimum für disn Lastpunkt und di aufgnommnn Msswrt. Ein Vrstllung ds ZZP nach spät hat in Absinkn ds Momnts zur Folg, da dr Vrbrnnungsschwrpunkt dann nicht mhr bi dn anzustrbndn 7-8 KW nach OT ligt. Abgastmpratur Di Abgastmpratur T 3 sinkt mit frührm ZZP. Bi Vrschibung ds ZZP nach spät wird di Vrbrnnung in Richtung Aö vrschobn. Dadurch stigt auch di Abgastmpratur an, da das ntzündt Luft-Kraftstoff-Gmsich wnigr Zit hat, sin Tmpratur an di Brnnraumwand abzugbn. Klopfrglung Dr ZZP wird durch das Motorsturgrät immr witr Richtung früh gstllt, um in Maximum an Listungsausschöpfung zu gwährlistn. Dis rfolgt solang, bis dr Klopfsnsor in klopfnd Vrbrnnung rgistrirt. Dann rfolgt (zum Motor- bzw. Bautilschutz) in Vrstllung ds ZZP in Richtung spät, bis kin klopfn mhr auftritt. Anschlißnd bginnt di Rglung dn ZZP widr in Richtung früh zu vrstlln. Zündwinkl Wird dr Zündwinkl um witr 6 KW nach spät vrstllt, so würd di Abgastmpratur witr stign. Dr zurzit zulässig Brich für T 3 ist aufgrund dr Turboladr und Katalysatorn auf ca. 98 C bgrnzt. Es käm dmnach zu inr thrmischn Übrlastung dr Bautil. Ds Witrn wär in witrr Abfall ds Momnts zu rwartn