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Motorentechnik
Reale Prozessgrößen
Die obenstehende Formel müssen wir für den realen Prozess noch einmal überarbeiten. Der Zylinder läuft schließlich nicht mit Treibstoff voll sondern saugt ein Kraftstoff-Luft Gemisch an. Nicht der Heizwert des Kraftstoff ist zu berücksichtigen, sondern der Heizwert des Kraftstoff-Luft Gemischs. Somit ersetzen wir Hu durch den Gemischheizwert Hgem:
Hgem = Hkr * mkr/ml/dl [g/cm³]Hgem = Gemischheizwert [g/cm³]
mkr = Kraftstoffmasse [g]
ml = Luftmasse [g]
dl = Luftdichte [g/cm³]
Durch Einbindung der Luftdichte dl berücksichtigt die Formel bereits die Tatsache, dass der Gemischheizwert Hgem:
- bei steigender Temperatur wegen geringerer Luftdichte sinkt
- bei sinkendem Umgebungsdruck sinkt
Da der Kraftstoff beim Ottomotor zumindest teilweise gasförmig im Kraftstoff-Luft Gemisch vorliegt, beansprucht er ein nicht zu vernachlässigendes Volumen.
Diesem Umstand tragen wir Rechnung durch die Einbindung der Kraftstoffdichte dkr in die Formel:
dkr = Kraftstoffdichte [g/cm³]
Wir erhalten nach einsetzen:
Eout = (Hgem * Vh,k * ηpr * λ1) * - Er
Vh,k = Summe aus Motorvolumen und Kompressionsvolumen [cm³]
λ1= Luftliefergrad [ - ]
Motorleistung
Leistung definiert sich als Energie pro Zeiteinheit. Daher müssen wir nun die Motordrehzahl pro Sekunde n in die Berechnung einfügen. Desweiteren ist der Arbeitstakt (Zweitakter oder Viertakter) für die Berechnung ausschlaggebend. Der Viertakter leistet nur bei jedem 2. Arbeitstakt Arbeit:
Pout = (Hgem * Vh,k * ηpr * λ1) * n/i - PrPout = (Hgem * Vh,k * ηpr * λ1) * n/i - (Mr * 2 * p * n)
n = Motordrehzahl in Umdrehungen pro Sekunde [1/s]
i = Faktor für Arbeitsprozess (Viertakter: i=2 Zweitakter: i=1)
Mr = Gesamtreibungsmoment an der Kurbelwelle gemessen
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