Frage zu Kompressionsdruck und Verdichtungsverhältnis

[Juergen_]

Wikipedia sagt hier u.a:

...

Konstruktiv ist der Kompressionsdruck durch das Verdichtungsverhältnis bedingt. Im idealen Zylinder sind Druck, Temperatur und Volumen nach den Gesetzen der Thermodynamik miteinander verknüpft (siehe auch P-V-T-Diagramm). Der tatsächliche Kompressionsdruck der realen Hubkolbenmaschine ist aber immer niedriger als sein theoretischer Wert, da der Zylinder nicht hermetisch abgeriegelt ist. Es treten Verluste bei Druck (am Kolben und ggf. an Ventilen vorbei) und Temperatur (durch die Zylinderwand) auf, die Temperaturverluste bewirken wiederum einen Druckverlust. ...

Übliche Kompressionswerte moderner Fahrzeugmotoren liegen im Bereich von 11 bis 15 bar bei neuen, eingefahrenen Motoren (Benziner) und ca. 23 bis 28 bar bei Diesel...

Das Verdichtungsverhältnis ist ja das geometrische Verhältnis von größtem zu kleinstem Zylinderinhalt, je nach Stand des Kolbens.

Verständlich ist mir auch, dass wegen der diversen Verluste der reale Kompressionsdruck hinter dem der Geometrie zufolge erwarteten zurückbleibt.

Wenn aber moderne Serienbenziner gerade mal ein Verdichtungsverhältnis von 10 bis ca. 12,5 (was schon sehr viel ist!) haben, wieso soll man dann Druckwerte von 11 bis 15 bar bei gesunden Motoren zu erwarten haben?

Wer kann mir den Widerspruch auflösen?

SpätActiva hat mich hier auf die Frage gebracht: http://forum.andre-citroen-club.de/showthread.php?136052-XM-Riemen-V6-l%E4uft-unrund-klingt-blubberig-und-z%FCmdet-bei-Gas-wegnehmen-in-den-Auspuff-%28-%29&p=5022352&viewfull=1#post5022352

Bearbeitet 19. Juni 2013 von Juergen_

[Gernot]

Hallo,

das ist eine Frage des Polytropenexponenten oder wie schnell die Verdichtung erfolgt. Es stellt sich auch die Frage, ob am warmen oder kalten Motor gemessen wurde.

Kalter Motor:

p1/p2 = (V2/V1)hoch n, wobei n = 1 für die Isotherme wäre (langsame Verdichtung mit Wäremabfluß über den Zylinder), n=1,4 für die Isentrope (wärmedicht und reibungsfrei)

p1 setzt man immer mit 1 bar an, was natürlich auch nicht stimmt, da der Zylinder nicht vollständig gefüllt wurde.

Beim warmen Motor geht das dann gleich noch besser.

Gernot

Bearbeitet 19. Juni 2013 von Gernot

[uwe.v11]

was du da eingestellt hast ist alt!

bei Turbo aufgeladenen Motoren ist die Verdichtung heute meist nicht so hoch,gerade auch bei den Diesel.

beim Benziner hat das auch den Grund,daß man normales E10 fahren kann und nicht Super Plus und so ein Zeug.

uwe

[XMbremi]

Jürgen, Danke für das Thema, das mich mittelbar betrifft Mein Motor war kalt und kein Turbo als ich gemessen habe. Jetzt müßte ich nur Gernots Formel verstehen ....

[dyarne]

die sagt nix anderes, als das beim verdichten die temperatur zusätzlich ansteigt, was ein weiteres ansteigen des gasdrucks (der kompression) bewirkt... ;-)

real liegen motore im guten zustand mit der kompression über der verdichtung.

vgl auch einen druckluftkompressor, was dort für eine wärme durch die verdichterarbeit abzuführen ist...

die oben genannten werte finde ich zu hoch, das zeigt ja kein benziner kompressionsprüfer mehr an... ;-)

aus meiner erfahrung kenne ich bei bsplw 9:1 verdichteten motoren in sehr gutem zustand kompresionswerte von 10:1 bis 12:1

Bearbeitet 19. Juni 2013 von dyarne

[spätActiva]

Ich kenne auch nur die halbe Wahrheit ... und verstehe bei 'Polytrophenexponent' nur Bahnhof

will aber trotzdem meinen Erklärungsversuch beisteuern.

Grundlage sei die Formel p*V/T = konst. für ideale Gase (bzw, p1*V1/T1 = p2*V2/T2) und die Klarstellung, dass das (konstruktive) Verdichtungsverhältnis etwas über Volumina aussagt ('Hub+Brennraum' zu 'Brennraum') und die Kompressionsmessung Drücke erfasst - es werden aus der Formel also zwei verschiedene Variable erfasst.

Man soll bei der Kompressionsmessung so lange mit dem Anlasser nuddeln, bis der Wert sich nicht mehr ändert, wahrscheinlich ist dann der ZK so erwärmt, dass die Wärmeabfuhr zu vernachlässigen ist.

Man nehme jetzt also einen Benziner mit einem Verdichtungsverhältnis von 10:1, also V1 = 10 und V2 = 1. Messung sei bei 20°C Außentemp. also T1 = 293 K. Vor der Verdichtung haben wir Normaldruck also p1 = 1 bar.

Bei der Verdichtung werden im Idealfall ca. 170°C erreicht, also T2 = 443 K, der dazugehörige Druck p2 ist dann 15,1 bar Absolutdruck. Wenn der Kompressionsmesser nur Überdruck anzeigt, steht dann 14,1 bar auf der Anzeige.

(wenn das System druckdicht wäre und man warten würde, bis die ganze Wärme abgeführt ist, also 20°C erreicht wären, DANN wäre p2 = 10)

In einem Diesel müssen mindestens 220°C Zündtemperatur erreicht werden, daher wird mindestens ein Verdichtungsverhältnis von 15:1 benötigt.

War das verständlich?

Gruß Stefan

Bearbeitet 20. Juni 2013 von spätActiva

[jozzo_]

Wikipedia sagt hier u.a:

Das Verdichtungsverhältnis ist ja das geometrische Verhältnis von größtem zu kleinstem Zylinderinhalt, je nach Stand des Kolbens.

Verständlich ist mir auch, dass wegen der diversen Verluste der reale Kompressionsdruck hinter dem der Geometrie zufolge erwarteten zurückbleibt.

Wenn aber moderne Serienbenziner gerade mal ein Verdichtungsverhältnis von 10 bis ca. 12,5 (was schon sehr viel ist!) haben, wieso soll man dann Druckwerte von 11 bis 15 bar bei gesunden Motoren zu erwarten haben?

Wer kann mir den Widerspruch auflösen?

Das ist ganz einfach zu erklären.

Das eine ist eine Verhältniszahl, das andere ein Druckwert.

Du kannst auch nicht Meter mit Kilogramm vergleichen.