Basiswissen Verbrennungsmotor: fragen – rechnen – verstehen – bestehen

Cover......Page 1
Kraftfahrzeugtechnik......Page 3
Basiswissen\rVerbrennungsmotor......Page 4
ISBN 9783834812797......Page 5
Vorwort......Page 6
Inhaltsverzeichnis......Page 8
1.1 Welche Leistung benötigt die A-Klasse bei einer Geschwindigkeitvon 180 km/h?......Page 14
1.2 Wie groß ist der Benzinverbrauch in l/(100 km) bei 180 km/h?......Page 16
1.4 Was ist beim Pkw wichtiger:der Rollwiderstand oder der Luftwiderstand?......Page 18
1.6 Könnte man mit einem modernen Fahrzeug einen Kraftstoffverbrauchvon 1 l/(100 km) realisieren?......Page 21
2.1 Wie viel CO2 wird von einem Auto produziert, das einen Kraftstoffverbrauchvon 5 l/(100 km) hat?......Page 23
2.2 BMW gibt den Kraftstoffverbrauch seines 6-Zylinder-Ottomotorsim M3 CSL mit 11,9 l/(100 km) an. Gleichzeitig behauptetBMW, dass die CO2-Emission des Motors 287 g/km betrage.Passt das zusammen?......Page 24
2.3 Ein Fahrzeug wird wahlweise mit einem Otto- und einem Dieselmotorangeboten. Beide Varianten haben einen Kraftstoffverbrauchvon 5 l/(100 km). Sind die beiden Motoren dann„gleich gut“?......Page 25
2.4 Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen Otto- undDieselmotoren?......Page 26
2.5 Warum benötigt ein Dieselmotor Luftüberschuss, während einOttomotor mit einem stöchiometrischen Gemisch auskommt?......Page 31
2.6 Warum funktioniert die ottomotorische Verbrennung nur beieinem Luftverhältnis von etwa 1, während der Dieselmotor mitnahezu jedem Luftverhältnis betrieben werden kann?......Page 32
2.8 Welches Luftvolumen wird benötigt, um 1 Liter Dieselkraftstoffzu verbrennen?......Page 33
2.9 Was passiert bei der Verbrennung, wenn man dem Kraftstoffzu viel oder zu wenig Luft zur Verfügung stellt?......Page 36
2.10 Wie lange reichen eigentlich noch die Erdölvorräte?......Page 37
2.11 Sind die Pkw wirklich die Hauptverursacher der CO2-Emissionen?......Page 38
2.12 Kann sich im Winter hinter einem Wasserstoffbus Glatteisbilden?......Page 39
2.13 Ist ein Pkw mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle eigentlichCO2-frei?......Page 40
2.15 Welche Schadstoffe findet man im Abgas eines Verbrennungsmotors?......Page 43
2.16 Wie sind die Emissionsgrenzwerte für Pkw in Europa?......Page 46
2.17 Wie kann man aus den Abgaskonzentrationen, die mit einemAbgasmessgerät gemessen werden, auf das Luftverhältnisschließen?......Page 47
2.18 Wie viel AdBlue benötigt man, um die NOx-Emissionen vonPkw zu reduzieren?......Page 49
3.1 Ist es normal, dass ein mit Ethanol betriebener Motor einenhöheren Verbrauch als beim Betrieb mit Benzin hat? Kannman überhaupt nach einer Umrüstung die gleiche Leistung ausdem Motor holen?......Page 51
3.2 Könnte man die Maximalleistung eines Motors nicht einfachdadurch erhöhen, dass man mehr Kraftstoff einspritzt?......Page 52
3.3 Was bedeutet eigentlich eine Angabe von 200 g/(kWh)4?......Page 53
3.4 Ist ein 100-kW-Motor ein guter Motor?......Page 54
3.6 Welchen Luftmassenstrom benötigt ein 100-kW-Motor?......Page 55
3.7 Welches Hubvolumen benötigt man für einen 100-kW-Motor?......Page 56
3.8 Welche Zahlenwerte für den effektiven Mitteldruck habentypische Saug-Otto- und Saug-Dieselmotoren?......Page 60
3.9 Wie kann man den Ladungswechsel verbessern?......Page 63
3.10 Wie kann man bei einem bestehenden Motorkonzept dieLeistung um 50 % steigern?......Page 65
3.11 Warum hat ein Saug-Dieselmotor eine kleinere Leistung als einhubraumgleicher Saug-Ottomotor?......Page 66
3.12 Könnte man die Leistung eines Motors nicht dadurch erhöhen,dass man den Ventilhub vergrößert und damit die Zylinderladungerhöht?......Page 67
3.13 Welche Bedeutung hat der Begriff der Kolbenflächenleistung?......Page 69
4.1 Warum gibt es überhaupt noch Verbrennungsmotoren? Ist dasnicht eine uralte Technik?......Page 71
4.2 Welchen thermischen Wirkungsgrad kann ein Ottomotorbestenfalls haben?......Page 73
4.3 Welchen thermischen Wirkungsgrad kann ein Dieselmotorbestenfalls haben?......Page 76
4.4 Stimmt es, dass ein Ottomotor eine Gleichraumverbrennungund ein Dieselmotor eine Gleichdruckverbrennung hat?......Page 80
4.5 Wie kann man die Idealprozesse mit Hilfe von Excel berechnenund grafisch darstellen?......Page 81
4.6 Warum endet im Diagramm mit dem Wirkungsgrad desGleichdruckprozesses die Linie bei einem Verdichtungsverhältnisvon etwa 4?......Page 86
4.7 Kann man die Kenngröße „Mitteldruck“ auch verstehen?......Page 87
4.8 Warum haben Ottomotoren im Teillastbetrieb einen relativschlechten Wirkungsgrad?......Page 91
4.9 Wie sehen die p-V-Diagramme von Verbrennungsmotorenwirklich aus?......Page 92
4.10 Wie ändert sich die Kompressionslinie im p-V-Diagramm, wennman das Verdichtungsverhältnis, das Hubvolumen oder denSaugrohrdruck ändert?......Page 95
4.11 Wie kann man bei Ottomotoren auf die Drosselklappeverzichten?......Page 98
4.12 Wie groß sind die Reibungsverluste bei einem Verbrennungsmotor?......Page 99
4.13 Wie groß ist der Reibmitteldruck handelsüblicher Motoren?......Page 100
4.14 Wie stark geht bei einem 4-Zylinder-Ottomotor die abgegebeneMotorleistung zurück, wenn in einem Zylinder die Zündung14ausfällt?......Page 101
4.15 Kann man die Kenngrößen von Motoren aus den Testberichtenin Zeitschriften berechnen oder abschätzen?......Page 102
4.16 Nach welchen Kriterien kann man Verbrennungsmotorenauslegen?......Page 107
4.17 Welche Bedeutung haben die Kennfelder von Verbrennungsmotoren?......Page 109
4.18 In manchen Veröffentlichungen fehlen genaue Zahlenangabenzum Kraftstoffverbrauch. Kann man diese trotzdem irgendwieermitteln?......Page 111
4.19 Warum sehen die Linien konstanter Motorleistung imMotorenkennfeld wie Hyperbeln aus?......Page 113
4.20 Kann man zur Leistungserhöhung eines Verbrennungsmotorsnicht einfach das Zylinderhubvolumen entsprechend vergrößern?......Page 114
4.21 Welche Rückschlüsse kann man aus dem Druck im Innern derMotorzylinder (Zylinderdruckindizierung) über das Motorverhaltenziehen?......Page 116
4.22 Wie kann man aus dem Druck im Innern eines Zylinders aufdie Verbrennung schließen (Druckverlaufsanalyse)?......Page 121
5.1 Wie schnell bewegt sich der Kolben eines Verbrennungsmotors?......Page 129
5.2 Welche Beschleunigungskräfte muss der Kolben eines Pkw-Motors bei einer Drehzahl von 6000/min aushalten?......Page 133
5.4 Warum haben große Motoren immer kleine Nenndrehzahlen?......Page 134
5.5 Stimmt es, dass die größte Kolbengeschwindigkeit dann auftritt,wenn Pleuelstange und Kurbelkröpfung einen rechtenWinkel bilden?......Page 135
5.6 Warum sind Mehrzylindermotoren laufruhiger als Einzylindermotoren?......Page 136
5.7 Wieso entlasten hohe Drehzahlen den Kolbenbolzen?......Page 142
5.8 Wie kann man die Ventilhubkurven eines Hubkolbenmotorsauslegen?......Page 143
5.9 Können sich die Ventile und der Kolben in der Nähe des oberenTotpunktes berühren?......Page 146
5.10 Wie kann man aus der Ventilhubkurve die Nockengeometriebestimmen?......Page 147
5.11 Warum baut ein Motorentuner stärkere Ventilfedern ein?......Page 149
5.12 Welchen Einfluss haben geometrische Änderungen des Tunersauf das Hubvolumen und auf das Verdichtungsverhältnis?......Page 151
6.1 Warum haben sportliche Fahrzeuge einen schlechten Kraftstoffverbrauch?......Page 153
6.2 Wie groß ist der Kraftstoffverbrauch nach dem Kaltstart?......Page 154
6.3 Wie groß ist der Leerlaufverbrauch eines Fahrzeuges?......Page 156
6.4 Kann man den Leerlaufverbrauch eines Fahrzeuges mit einemeinfachen Bordcomputer bestimmen?......Page 159
6.5 Welche Motorleistung benötigt ein Autofahrer in Deutschland?......Page 160
6.6 Kann man die Beschleunigungswerte aus Fahrzeugtestberichtennachrechnen?......Page 161
6.7 Wie löst man Differenzialgleichungen numerisch?......Page 167
6.8 In welchem Gang sollte man den Mercedes SL 500 bei 100 km/hfahren, um möglichst viel Sprit zu sparen?......Page 168
6.9 Wie kann man aus dem Kennfeld des TFSI-Motors von Audiden streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch des A6 berechnen?......Page 171
6.10 Die Verbrauchskennfelder sehen unterschiedlich und doch ähnlichaus. Kann man sie irgendwie vereinheitlichen?......Page 177
6.11 Wie kann man ermitteln, wie stark ein Motor im Schubbetriebbremst (Teil 1: Messungen mit dem Fahrzeug)......Page 186
6.12 Wie kann man ermitteln, wie stark ein Motor im Schubbetriebbremst (Teil 2: Analyse des Verbrauchskennfeldes)......Page 191
6.13 Wie groß ist der maximale Verbrauch, den der Bordcomputereines Pkw beim Beschleunigen anzeigt?......Page 193
6.14 Wie sieht der Fahrzyklus aus, mit dem man den Kraftstoffverbraucheines Pkw in Europa bestimmt?......Page 195
6.15 Wie kann man den Europäischen Fahrzyklus nachrechnen?......Page 197
6.16 Wie viel Kraftstoff könnte man im Europäischen Fahrzyklusmit einem Start-Stopp-System sparen?......Page 202
6.17 Wie viel Kraftstoff könnte man im Europäischen Fahrzyklusmit einem System sparen, das die Bremsenergie rückgewinnt?......Page 203
6.18 Sollte man beim Ausrollen-Lassen eines Pkw eher auskuppelnoder nur vom Gas gehen?......Page 204
7.1 Nach welchen Konzepten kann man die Hybridantriebe unterscheiden?......Page 207
7.2 Stimmt es, dass Elektrofahrzeuge keine große Reichweite habenkönnen?......Page 208
7.3 Wie teuer wäre die Batterie eines Mittelklasse-Pkw, mit demman 100 km weit elektrisch fahren möchte?......Page 209
7.4 Wie sehen die Fahrzeugantriebskonzepte in zehn Jahren aus?......Page 210
8.1 Welche Aufladekonzepte gibt es?......Page 213
8.2 Nimmt ein Kompressor dem Motor nicht viel Leistung weg?......Page 216
8.3 Wie kann man zu einem Saugmotor einen passenden Kompressorsuchen?......Page 217
8.4 Kann man irgendwie berechnen, wie groß der Massenstrom ist,der bei einem ATL-Motor durch das Wastegate strömt?......Page 220
9.1 Abkürzungsverzeichnis......Page 223
9.2 Abbildungsverzeichnis......Page 227
9.3 Tabellenverzeichnis......Page 230
9.4 Literaturverzeichnis......Page 232
9.5 Stoffwertetabellen......Page 234
9.6 Stichwort-Tabellen......Page 235
Sachwortverzeichnis......Page 243