Das Verdichtungsverhältnis: Ein entscheidender Faktor für das Motorverhalten
Das Verdichtungsverhältnis ist ein entscheidender Faktor für das Verhalten eines jeden Motors. Es bewertet die Fähigkeit des Motorzylinders, Kraftstoff und Luft zu komprimieren. Unterschiedliche Motoren, wie Benzin- und Dieselmotoren, haben unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse. Allerdings ist das Verhältnis bei Dieselmotoren vergleichsweise höher. Warum ist das Verdichtungsverhältnis von Dieselmotoren höher als das anderer Motoren? Diese Frage beschäftigt Sie vielleicht – und hier finden Sie sofort die Antwort.
Lassen Sie es uns gemeinsam herausfinden!
Definition des Verdichtungsverhältnisses
Damit ein Motor unter sehr variablen Bedingungen einwandfrei funktionieren kann, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
- Gemisch aus Luft und Kraftstoff
- Gutes Verdichtungsverhältnis
- Zündvorgang
Das Verdichtungsverhältnis wird also berechnet, indem das maximale Zylindervolumen (wenn der Kolben am unteren Totpunkt ist) durch sein minimales Volumen (wenn der Kolben am oberen Totpunkt ist) geteilt wird.
- Benzinmotor: Das Verdichtungsverhältnis müsste erhöht werden, um die Motorleistung zu steigern, aber das Klopfenrisiko wäre hoch.
- Dieselmotor: Das Verdichtungsverhältnis müsste reduziert werden, um den Motor „leiser“ zu machen, aber dafür würden niedrigere Druck- und Temperaturbedingungen die Selbstentzündungsfähigkeit verringern und die Verbrennung erschweren.
Der Automobilingenieur muss das Verdichtungsverhältnis des Motors für jeden Kraftstofftyp daher auf einen bestimmten Bereich begrenzen.
Warum ist das Verdichtungsverhältnis bei Dieselmotoren höher? – Die wichtigsten Gründe im Check!
Im Allgemeinen ist das Verdichtungsverhältnis von Dieselmotoren höher als das von Benzinmotoren (mit Ausnahme einiger spezieller Benzinmotoren, wie z.B. von Mazda).
Ein typischer Benzinmotor hat ein Verdichtungsverhältnis von etwa 8:1 bis 12:1. Bei Dieselmotoren liegt das Verdichtungsverhältnis hingegen in der Regel bei etwa 15:1, und es gibt „besondere“ Dieselmotoren mit Verdichtungsverhältnissen von bis zu 25:1.
Der Hauptunterschied zwischen Benzin- und Dieselmotoren liegt im Zündmechanismus. Während Benzinmotoren Zündkerzen benötigen, um den Verbrennungsprozess des komprimierten Luft-Kraftstoff-Gemischs einzuleiten, arbeiten Dieselmotoren nach dem Prinzip der Selbstzündung. Wenn das Luft-Diesel-Gemisch unter hohem Druck (hohes Verdichtungsverhältnis) komprimiert wird, erzeugt die entstehende Hitze den Prozess der Selbstentzündung. Diese Eigenschaft verleiht Dieselmotoren einen hohen Wirkungsgrad.
Um mehr über die Gründe zu erfahren, haben wir unten die Hauptgründe aufgelistet, warum ein Dieselmotor ein höheres Verdichtungsverhältnis hat als andere Motoren. Werfen Sie also einen Blick darauf!
1. Je nach Anwendung
Dieselmotoren sind ideal für schwere Fahrzeuge wie Lokomotiven, Schiffe, Lastwagen und andere gigantische Automobile. Daher haben sie eine höhere Drehmomentanwendung. Um ein so großes Fahrzeug zu starten, wird eine große Energiemenge benötigt, die letztendlich zu einer erhöhten Verbrennungsrate führt. Die Verdichtung der Luft ist der Prozess, der in einem großen Zylinder innerhalb eines Motors stattfindet. Daher wird der Kraftstoff auch schnell verbrannt. Dies erzeugt mehr Leistung im Motor, was letztendlich zu einem höheren Verdichtungsverhältnis führt. Daher sind die Größe des Motorzylinders und natürlich die Anwendung der Grund, warum Dieselmotoren ein höheres Verdichtungsverhältnis haben.
2. Vermeidung von Klopfen
Das Klopfen ist ein ernstes Problem in Motoren. Es tritt auf, wenn es eine abnormale Verbrennung im Motorzylinder gibt. Klopfprobleme treten generally häufiger in Benzinmotoren auf. Wenn das Verdichtungsverhältnis steigt, neigt der Benzinmotor zum Klopfen, weshalb er von vielen nicht als idealer Verdichtungsmotor angesehen wird. Zurück zum Dieselmotor: Hier gibt es kein Klopfen. Die größeren Zylinder bieten genügend Platz, damit Ihr Kraftstoff im Motor zirkulieren und verbrennen kann.
Die Hauptgründe, warum ein Motor klopfen kann, sind:
- Zündverzug in den Einspritzdüsen
- Anstieg der Temperatur im Motor
- Wenn die Kraftstoffeinspritzdüse den Kraftstoff nicht vollständig zünden kann
Um Klopfen im Motor zu vermeiden, hat der Dieselmotor daher ein maximales Verdichtungsverhältnis.
3. Zündkerze
Benzin- oder Ottomotoren benötigen eine Zündkerze, um den Kraftstoff zu verbrennen. Der Dieselmotor benötigt keine Zündkerze, um Energie zu erzeugen; das hohe Verdichtungsverhältnis reicht aus, um den Kraftstoff zu entzünden. Damit sich der Motor selbst entzünden kann, ist ein höheres Verdichtungsverhältnis erforderlich. Darüber hinaus ist Diesel sehr flüchtig, und schon die Verdichtung der Luft reicht aus, um den Kraftstoff zu entzünden. Um ein Durchbrennen des Motors oder andere Gefahren zu vermeiden, ist ein Dieselmotor so konstruiert, dass er ein hohes Verdichtungsverhältnis erreicht. Um zudem unerwartete Probleme mit dem Dieselmotor zu bewältigen, können Sie einige nützliche Wartungstipps von Experten lernen.
Fazit
Immer wenn Sie sich also fragen, warum Dieselmotoren ein höheres Verdichtungsverhältnis haben, erinnern Sie sich an diese nützlichen Informationen und wählen Sie den Motor Ihrer Wahl.