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Luftüberschuss Diesel
Hallo!
Kann mir jemand sagen, warum der Dieselmotor mit lambda >1 betrieben wird. Habe bis jetzt herausgefunden bzw. vermutet:
1. wg. besserer Zylinderkühlung
2. wg. sinkenden Ruß- und Stickstoffemissionen bei Werten größer lambda 1.
Gibt es noch andere Gründe?
Gruß Joe
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12 Antworten
- Höherer Wirkungsgrad durch wegfallen der Drosselverluste!
- Und gerade bei kaltem wichtig Motor höhere Verdichtungsendtemperatur (bessere Verbrennung)
Gruß Meik
also die höhere Verdichtungstemperatur spricht ja für einen Luftüberschuss zwecks Zylinderkühlung.
Aber das erste versteh ich nicht. Gut, der Diesel arbeitet aufgrund seines Prinzips ohne Drosselklappe und hat demensprechend aufgrund der geringeren Verluste nen höheren Wirkungsgrad. Aber weshalb muss ich deswegen ein mageres Gemisch haben? Kannste mir das nochmal genauer erklären? Theoretisch könnte ich auch trotzdem soviel Kraftstoff einspritzen, dass das Verhältnis stöchiometrisch wird.
Zitat:
Original geschrieben von Beltzebub
Theoretisch könnte ich auch trotzdem soviel Kraftstoff einspritzen, dass das Verhältnis stöchiometrisch wird.
Es soll aber auch Fahrzustände geben, wo Du die ganze dann freigesetzte Leistung gar nicht brauchst 
Stoichiometrisch geht beim Diesel nur schlecht, weil aufgrund der Einspritzung das Gemisch nicht homogen verbrennt. D.h. bei stoichiometrischer Menge an Diesel rußt der Motor bereits erheblich.
Hätte der Diesel eine Drosselklappe dann würde dieser weniger Luft ansaugen, diese wäre am O.T. kühler sodass der Diesel in der wenigen Luft schwerer verbrennen würde.
Vergleichbar wie ein Dieselmotor mit 10:1 Verdichtung. Diesen wirst du kaum starten können.
danke erstmal für eure Hilfe.
Also wird mit Luftüberschuss verbrannt, um den Rußausstoß zu mindern und eine bessere Kühlung des Zylinders zu erreichen. Sind das die Hauptgründe?
Zitat:
2. wg. sinkenden Ruß- und Stickstoffemissionen bei Werten größer lambda 1.
sinkende ruß-emissionen lass ich mir ja eingehen bei lambda >1, aber die stickoxide nehmen meines wissens bei einer zu mageren verbrennung eher ZU als ab. oder hab ich da einen denkfehler??
mfg, survivor
Der Diesel zündet aufgrund der hohen Verdichtungsendtemperatur. Eben Selbstzünder. Und je mehr Luft im Zylinder desto höher diese Temperatur.
Einfach weniger Luft würde daher nicht funktionieren. Zumal die hohe Temperatur neben der Zündung auch für eine schnellere Verdampfung und damit bessere Verbrennung des eingespritzen Diesels sorgt.
Hauptgrund ist aber sicher der Wirkungsgrad. Viele heutige Diesel haben sogar eine Drosselklappe! In Verbindung mit der Abgasrückführung hat man so immer noch die gleiche Menge Luft/Gas im Zylinder, aber weniger Sauerstoff. So lässt sich der Stickoxidausstoss weiter verringern. Denn der Sauerstoff wird bevorzugt für die Verbrennung des Diesels gebraucht.
Das ist der gleiche Effekt wie bei sehr hohem Luftverhältnis. Da viel Luft vorhanden ist sinkt die Verbrennungstemperatur und damit der Stickoxidausstoss. Ganz einfach dadurch dass mit der gleichen Brennstoffmenge deutlich mehr Luft erwärmt werden muss.
Der Hauptausstoss von Stickoxiden entsteht daher bei geringem Luftüberschuss. Da ist die Verbrennungstemperatur noch sehr hoch und überschüssiger Sauerstoff für die Reaktion mit dem Stickstoff vorhanden.
Gruß Meik
vielen dank für die kleine aufklärungsstunde, meik
mfg, survivor
Und noch als Nebenanmerkung: Diesel haben tatsächlich meist wesentlich höhere NOx-Werte als Benziner.
MfG, HeRo
Die Drosselklappe der Diesel dient jedoch dazu, dass der Motor beim Abstellen nicht so herumreißt. D.h. der Motor geht angenehmer aus und schüttelt nicht das ganze Auto durch.
AGR hat man heute bei (fast) jedem Motor. Dies verringert die Spitzentemperaturen im Motor und somit den Stickoxidausstoß.
Meik: Meines Wissens ist der Stickoxidausstoß aber bei hohem Luftüberschuß (mager) hoch. Deshalb auch der DeNOX-Kat in den frühen FSIs. Die Verbrennungstemperatur ist hoch, nicht niedrig!
Deshalb auch die AGR im Teillastbereich. Bei Volllast gibt es kaum Probleme mit Stickoxiden.
Zitat:
Original geschrieben von Symtomatics
Meines Wissens ist der Stickoxidausstoß aber bei hohem Luftüberschuß (mager) hoch. Deshalb auch der DeNOX-Kat in den frühen FSIs. Die Verbrennungstemperatur ist hoch, nicht niedrig!
Deshalb auch die AGR im Teillastbereich. Bei Volllast gibt es kaum Probleme mit Stickoxiden.
Nunja - FSI's erreichen im für Ihre Begriffe "extrem" mageren Betrieb Luftverhältnisse, die den Vollastwerten beim Diesel entsprechen. Bei den Luftverhältnissen, die ein Diesel im Teillastbereich fährt, würde ein Benzindirekteinspritzer keine einzige Umdrehung mehr machen. Den DeNox Kat brauchen (geschichtete) Benzindirekteinspritzer einzig und allein, weil es für Benziner NOx Grenzwerte gibt. Da kommen Diesel erst mit EURO 5 hin. Im Vollastbetrieb gbt's bei Benzindirekteinspritzern auch nur deshalb keine NOx Probleme, weil sie nicht mehr mager fahren, sondern Lambda 1 und drunter, da erfüllt der ganz normale 3-Wegekat seine Funktion.
Zitat:
Original geschrieben von HeRo11k3
Und noch als Nebenanmerkung: Diesel haben tatsächlich meist wesentlich höhere NOx-Werte als Benziner.
MfG, HeRo
Jein, erst nach/durch den 3-Wege Kat. Die Rohemissionen liegen bei Benzinern erheblich höher. Nur kann bei Dieseln der Oxi-Kat nicht die NOx-Werte reduzieren. Die Direkteinspritzer haben übringens da sogar höhere Werte als die älteren Vorkammermotoren.
Der Stickoxid ist nur bei LEICHTEM Lüftüberschuss sehr hoch, maximal etwa bei lambda= 1,1-1,2 und nimmt mit weiterer Abmagerung wieder ab. Denn bei hohem Luftüberschuss nimmt durch die grosse zu erwärmende Luft die Spitzentemperatur wieder ab.
NOx-Grenzwerte gibt es natürlich auch für Diesel. Diese liegen allerdings noch höher als die bei Benzinern.
Die Drosselklappe wird heute aber auch in Verbindung mit der AGR geschaltet um die Frischluftmenge zu reduzieren und besser zu steuern. Ist also keine reine Abschalthilfe mehr.
Gruß Meik