Basiswissen Verbrennungsmotor: fragen - rechnen - verstehen - bestehen
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2015
|
| Ausgabe: | 2., vollst. überarb. und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Lehrbuch
|
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Ausführliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXVIII, 294 S. Ill., graph. Darst |
| ISBN: | 3658061863 9783658061869 |
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INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XXI
THBELLENVERZEICHNIS XXVII
1 FAHRWIDERSTAND UND MOTORLEISTUNG 1
1.1 WELCHE LEISTUNG BENOETIGT DIE A-KLASSE BEI EINER GESCHWINDIGKEIT VON
180KM/H? 1
1.2 WIE GROSS IST DER BENZINVERBRAUCH IN 1/(100KM) BEI 180KM/H? 4
1.3 WELCHE LEISTUNG WIRD BEI EINER GESCHWINDIGKEIT VON 50 KM/H
BENOETIGT? WIE GROSS IST DANN DER EFFEKTIVE MOTORWIRKUNGSGRAD,
WENN DER BENZINVERBRAUCH 51/(100 KM) BETRAEGT? 6
1.4 WAS IST BEIM PKW WICHTIGER: DER ROLLWIDERSTAND ODER DER
LUFTWIDERSTAND? 7
1.5 WAS SIND TYPISCHE ZAHLENWERTE, UM DEN LEISTUNGSBEDARF EINES PKW ZU
BERECHNEN? 9
1.6 KOENNTE MAN MIT EINEM MODERNEN FAHRZEUG EINEN KRAFTSTOFFVERBRAUCH
VON 11/(100 KM) REALISIEREN? 9
2 KRAFTSTOFFE UND STOECHIOMETRIE 13
2.1 WIE VIEL CO2 WIRD VON EINEM AUTO PRODUZIERT,
DAS EINEN
KRAFTSTOFFVERBRAUCH VON 51/(100 KM) HAT? 14
2.2 BMW GIBT DEN KRAFTSTOFFVERBRAUCH SEINES 6-ZY]INDER-OTTOMOTORS IM
M3 CSL MIT 11,91/(100 KM) AN. GLEICHZEITIG BEHAUPTET BMW, DASS DIE
C02-EMISSION DES MOTORS 287 G/KM BETRAGE. PASST DAS ZUSAMMEN? . 14
2.3 EIN FAHRZEUG WIRD WAHLWEISE MIT EINEM OTTO- UND EINEM DIESELMOTOR
ANGEBOTEN. BEIDE VARIANTEN HABEN EINEN KRAFTSTOFFVERBRAUCH VON
51/(
100 KM). SIND DIE BEIDEN MOTOREN DANN *GLEICH GUT"? 16
2.4 WAS SIND DIE WESENTLICHEN UNTERSCHIEDE ZWISCHEN OTTO- UND
DIESELMOTOREN? 17
2.5 WARUM BENOETIGT EIN DIESELMOTOR LUFTUEBERSCHUSS, WAEHREND EIN OTTOMOTOR
MIT EINEM STOECHIOMETRISCHEN GEMISCH AUSKOMMT? 23
XV
HTTP://D-NB.INFO/1056845333
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
2.6 WARUM FUNKTIONIERT DIE OTTOMOTORISCHE VERBRENNUNG NUR BEI EINEM
LUFTVERHAELTNIS VON ETWA 1, WAEHREND DER DIESELMOTOR MIT NAHEZU JEDEM
LUFTVERHAELTNIS BETRIEBEN WERDEN KANN? 23
2.7 WELCHE VORTEILE HAT DER DIREKT EINSPRITZENDE OTTOMOTOR GEGENUEBER DEM
MIT SAUGROHREINSPRITZUNG? 25
2.8 WELCHES LUFTVOLUMEN WIRD BENOETIGT, UM 1 LITER BENZIN ZU VERBRENNEN?
. 26
2.9 WAS PASSIERT BEI DER VERBRENNUNG, WENN MAN DEM KRAFTSTOFF ZU VIEL
ODER
ZU WENIG LUFT ZUR VERFUEGUNG STELLT? 29
2.10 WIE LANGE REICHEN EIGENTLICH NOCH DIE ERDOEL
VORRAETE? 30
2.11 SIND DIE PKW WIRKLICH DIE HAUPTVERURSACHER DER CC^-EMISSIONEN? .
32
2.12 KANN SICH IM WINTER HINTER EINEM WASSERSTOFFBUS GLATTEIS BILDEN?
. 33
2.13 IST EIN PKW MIT EINER WASSERSTOFF-BRENNSTOFFZELLE EIGENTLICH
C02-FREI? . 35
2.14 WIE IST DAS MIT DER C02-STRAFSTEUER FUER NEUFAHRZEUGE? 37
2.15 WARUM HABEN ERDGASFAHRZEUGE EINE KLEINERE REICHWEITE ALS
BENZINFAHRZEUGE? 38
2.16 LOHNT ES SICH, E10 ZU TANKEN? 39
2.17 WELCHE SCHADSTOFFE FINDET MAN IM ABGAS EINES VERBRENNUNGSMOTORS? .
. 40
2.18 WIE SIND DIE EMISSIONSGRENZWERTE FUER PKW IN EUROPA? 43
2.19 WIE KANN MAN AUS DEN ABGASKONZENTRATIONEN, DIE MIT EINEM
ABGASMESSGERAET GEMESSEN WERDEN, AUF DAS LUFTVERHAELTNIS SCHLIESSEN? . . 44
2.20 WIE VIEL ADBLUE BENOEUEGT MAN, UM DIE NO
X
-EMISSIONEN VON PKW ZU
REDUZIEREN? 45
3 MOTORLEISTUNG UND MITTELDRUCK 49
3.1 IST ES NORMAL, DASS EIN MIT ETHANOL BETRIEBENER MOTOR EINEN HOEHEREN
VERBRAUCH ALS BEIM BETRIEB MIT BENZIN HAT? KANN MAN UEBERHAUPT NACH
EINER UMRUESTUNG DIE GLEICHE LEISTUNG AUS DEM MOTOR HOLEN? 49
3.2 KOENNTE MAN DIE MAXIMALLEISTUNG EINES MOTORS NICHT EINFACH DADURCH
ERHOEHEN,
DASS
MAN MEHR KRAFTSTOFF EINSPRITZT? 51
3.3 WAS BEDEUTET EIGENTLICH EINE ANGABE VON 200G/(KWH)? 52
3.4 IST EIN 100-KW-MOTOR EIN
GUTER MOTOR? 53
3.5 WELCHEN KRAFTSTOFFMASSENSTROM BENOETIGT EIN 100-KW-MOTOR? 54
3.6 WELCHEN LUFTMASSENSTROM BENOETIGT EIN 100-KW-MOTOR? 56
3.7 WELCHES HUBVOLUMEN BENOETIGT MAN FUER EINEN 100-KW-MOTOR? 57
3.8 WELCHE ZAHLENWERTE FUER DEN EFFEKTIVEN MITTELDRUCK HABEN TYPISCHE
SAUG-OTTO- UND SAUG-DIESELMOTOREN? 61
3.9 WIE KANN MAN DEN LADUNGSWECHSEL VERBESSERN? 63
3.10 WIE KANN MAN BEI EINEM BESTEHENDEN MOTORKONZEPT DIE LEISTUNG UM
50% STEIGERN? 66
3.11 WARUM HAT EIN SAUG-DIESELMOTOR EINE KLEINERE LEISTUNG ALS EIN
HUBRAUMGLEICHER SAUG-OTTOMOTOR? 67
INHALTSVERZEICHNIS
XVII
3.12 KOENNTE MAN DIE LEISTUNG EINES MOTORS NICHT DADURCH ERHOEHEN, DASS
MAN
DEN VENTILHUB VERGROESSERT UND DAMIT DIE ZYLINDERLADUNG ERHOEHT? 68
3.13 WELCHE BEDEUTUNG HAT DER BEGRIFF DER KOLBENFLAECHENLEISTUNG? 70
4 MOTORTHERMODYNAMIK 73
4.1 WARUM GIBT ES UEBERHAUPT NOCH VERBRENNUNGSMOTOREN? IST DAS NICHT EINE
URALTE TECHNIK? 73
4.2 WELCHEN THERMISCHEN WIRKUNGSGRAD KANN EIN OTTOMOTOR BESTENFALLS
HABEN? 76
4.3 WELCHEN THERMISCHEN WIRKUNGSGRAD KANN EIN DIESELMOTOR BESTENFALLS
HABEN? 79
4.4 STIMMT ES, DASS EIN OTTOMOTOR EINE GLEICHRAUMVERBRENNUNG UND EIN
DIESELMOTOR EINE GLEICHDRUCKVERBRENNUNG HAT? 83
4.5 WIE KANN MAN DIE IDEALPROZESSE MIT HILFE VON EXCEL BERECHNEN UND
GRAFISCH DARSTELLEN? 85
4.6 WARUM ENDET IM DIAGRAMM MIT DEM WIRKUNGSGRAD DES
GLEICHDRUCKPROZESSES DIE LINIE BEI EINEM VERDICHTUNGSVERHAELTNIS
VON ETWA 4 89
4.7 KANN MAN DIE KENNGROESSE *MITTELDRUCK" AUCH VERSTEHEN? 90
4.8 WARUM HABEN OTTOMOTOREN IM TEILLASTBETRIEB EINEN RELATIV SCHLECHTEN
WIRKUNGSGRAD? 95
4.9 WIE SEHEN DIE P-V-DIAGRAMME VON VERBRENNUNGSMOTOREN WIRKLICH AUS? 97
4.10 WIE AENDERT SICH DIE KOMPRESSIONSLINIE IM
P-
K-DIAGRAMM,
WENN MAN DAS VERDICHTUNGSVERHAELTNIS, DAS HUBVOLUMEN ODER DEN
SAUGROHRDRUCK AENDERT? 100
4.11 WIE KANN MAN BEI OTTOMOTOREN AUF DIE DROSSELKLAPPE VERZICHTEN? .
103
4.12 WIE GROSS SIND DIE REIBUNGSVERLUSTE BEI EINEM VERBRENNUNGSMOTOR? .
104
4.13 WIE GROSS IST DER REIBMITTELDRUCK HANDELSUEBLICHER MOTOREN? 105
4.14 WIE GROSS IST DER WIRKUNGSGRAD EINES MOTORS BEI LEERLAUF? 106
4.15 WIE STARK GEHT BEI EINEM 4-ZYLINDER-OTTOMOTOR DIE ABGEGEBENE
MOTORLEISTUNG ZURUECK, WENN IN EINEM ZYLINDER DIE ZUENDUNG AUSFAELLT? . .
108
4.16 KANN MAN DIE KENNGROESSEN VON MOTOREN AUS DEN TESTBERICHTEN IN
ZEITSCHRIFTEN BERECHNEN ODER ABSCHAETZEN? 109
4.17 NACH WELCHEN KRITERIEN KANN MAN VERBRENNUNGSMOTOREN AUSLEGEN? .
114
4.18 WELCHE BEDEUTUNG HABEN DIE KENNFELDER VON VERBRENNUNGSMOTOREN? . .
116
4.19 IN MANCHEN VEROEFFENTLICHUNGEN FEHLEN GENAUE ZAHLENANGABEN ZUM
KRAFTSTOFFVERBRAUCH. KANN MAN DIESE TROTZDEM IRGENDWIE ERMITTELN? .
118
4.20 WARUM SEHEN DIE LINIEN KONSTANTER MOTORLEISTUNG IM MOTORENKENNFELD
WIE HYPERBELN AUS? 120
4.21 KANN MAN ZUR LEISTUNGSERHOEHUNG EINES VERBRENNUNGSMOTORS NICHT
EINFACH DAS ZYLINDERHUBVOLUMEN ENTSPRECHEND VERGROESSERN? 122
XVIII
INHALTSVERZEICHNIS
4.22 KOENNTE MAN EINEN 3-WEGE-KATALYSATOR NICHT ELEKTRISCH BEHEIZEN,
DAMIT
ER NACH DEM KALTSTART SCHNELLER AUF BETRIEBSTEMPERATUR KOMMT? 124
4.23 WIE WAEHLT MAN EINE PASSENDE EINSPRITZDUESE FUER EINEN OTTOMOTOR AUS?
. . 125
4.24 WIE AENDERN SICH DIE MOTORVERLUSTE IM KENNFELD EINES
VERBRENNUNGSMOTORS? 126
4.25 WELCHE RUECKSCHLUESSE KANN MAN AUS DEM DRUCK IM INNERN DER
MOTORZYLINDER (ZYLINDERDRUCKINDIZIERUNG) UEBER DAS MOTORVERHALTEN
ZIEHEN? 130
4.26 WIE KANN MAN AUS DEM DRUCK IM INNERN EINES ZYLINDERS AUF DIE
VERBRENNUNG SCHLIESSEN (DRUCKVERLAUFSANALYSE)? 136
4.27 WOZU DIENT EINE DOPPELT-LOGARITHMISCHE DARSTELLUNG? 143
5 MOTORMECHANIK 147
5.1 WIE SCHNELL BEWEGT SICH DER KOLBEN EINES VERBRENNUNGSMOTORS? 147
5.2 WELCHE BESCHLEUNIGUNGSKRAEFTE MUSS DER KOLBEN EINES PKW-MOTORS BEI
EINER DREHZAHL VON 6000/MIN AUSHALTEN? 151
5.3 WARUM WERDEN SPORTLICHE MOTOREN ALS KURZHUBIGE MOTOREN GEBAUT? . . .
152
5.4 WARUM HABEN GROSSE MOTOREN IMMER KLEINE NENNDREHZAHLEN? 153
5.5 STIMMT ES, DASS DIE GROESSTE KOLBENGESCHWINDIGKEIT DANN AUFTRITT, WENN
PLEUELSTANGE UND KURBELKROEPFUNG EINEN RECHTEN WINKEL BILDEN? 154
5.6 WARUM SIND MEHRZYLINDERMOTOREN LAUFRUHIGER ALS EINZYLINDERMOTOREN?.
155
5.7 WIESO ENTLASTEN HOHE DREHZAHLEN DEN KOLBENBOLZEN? 161
5.8 WIE KANN MAN DIE VENTILHUBKURVEN EINES HUBKOLBENMOTORS AUSLEGEN? .
162
5.9 KOENNEN SICH DIE VENTILE UND DER KOLBEN IN DER NAEHE DES OBEREN
TOTPUNKTES BERUEHREN? 166
5.10 WIE KANN MAN AUS DER VENTILHUBKURVE DIE NOCKENGEOMETRIE BESTIMMEN?
167
5.11 WARUM BAUT EIN MOTORENTUNER STAERKERE VENTILFEDERN EIN? 169
5.12 WELCHEN EINFLUSS HABEN GEOMETRISCHE AENDERUNGEN DES TUENERS AUF DAS
HUBVOLUMEN UND AUF DAS VERDICHTUNGSVERHAELTNIS? 171
6 FAHRZEUGDYNAMIK 175
6.1 WARUM HABEN SPORTLICHE FAHRZEUGE EINEN SCHLECHTEN
KRAFTSTOFFVERBRAUCH? 175
6.2 WIE GROSS IST DER KRAFTSTOFFVERBRAUCH NACH DEM KALTSTART? 176
6.3 WIE GROSS IST DER LEERLAUFVERBRAUCH EINES FAHRZEUGES? 178
6.4 KANN MAN DEN LEERLAUFVERBRAUCH EINES FAHRZEUGES MIT EINEM EINFACHEN
BORDCOMPUTER BESTIMMEN? 181
6.5 WELCHE MOTORLEISTUNG BENOETIGT EIN AUTOFAHRER IN DEUTSCHLAND? 183
6.6 KANN MAN DIE BESCHLEUNIGUNGSWERTE AUS FAHRZEUGTESTBERICHTEN
NACHRECHNEN? 184
6.7 WIE LOEST MAN DIFFERENZIALGLEICHUNGEN NUMERISCH? 190
INHALTSVERZEICHNIS
XIX
6.8 IN WELCHEM GANG SOLLTE MAN DEN MERCEDES SL 500 BEI 100 KM/H FAHREN,
UM MOEGLICHST VIEL SPRIT ZU SPAREN? 192
6.9 WIE KANN MAN AUS DEM KENNFELD DES TFSI-MOTORS VON AUDI DEN
STRECKENBEZOGENEN KRAFTSTOFFVERBRAUCH DES A6 BERECHNEN? 195
6.10 DIE VERBRAUCHSKENNFELDER SEHEN UNTERSCHIEDLICH UND DOCH AEHNLICH
AUS.
KANN MAN SIE IRGENDWIE VEREINHEITLICHEN? 201
6.11 WIE KANN MAN ERMITTELN, WIE STARK EIN MOTOR IM SCHUBBETRIEB BREMST
(TEIL 1: MESSUNGEN MIT DEM FAHRZEUG) 210
6.12 WIE KANN MAN ERMITTELN, WIE STARK EIN MOTOR IM SCHUBBETRIEB BREMST
(TEIL 2: ANALYSE DES VERBRAUCHSKENNFELDES) 215
6.13 WIE GROSS IST DER MAXIMALE VERBRAUCH, DEN DER BORDCOMPUTER EINES PKW
BEIM BESCHLEUNIGEN ANZEIGT? 217
6.14 WIE SIEHT DER FAHRZYKLUS AUS, MIT DEM MAN DEN KRAFTSTOFFVERBRAUCH
EINES
PKW IN EUROPA BESTIMMT? 219
6.15 WIE KANN MAN DEN EUROPAEISCHEN FAHRZYKLUS NACHRECHNEN? 221
6.16 WIE VIEL KRAFTSTOFF KOENNTE MAN IM EUROPAEISCHEN FAHRZYKLUS MIT EINEM
START-STOPP-SYSTEM SPAREN? 227
6.17 WIE VIEL KRAFTSTOFF KOENNTE MAN IM EUROPAEISCHEN FAHRZYKLUS MIT EINEM
SYSTEM SPAREN, DAS DIE BREMSENERGIE RUECKGEWINNT? 228
6.18 SOLLTE MAN BEIM AUSROLLEN-LASSEN EINES PKW EHER AUSKUPPELN ODER NUR
VOM GAS GEHEN? 229
6.19 WIE SOLL MAN EIGENTLICH BESCHLEUNIGEN: LANGSAM ODER SCHNELL? (TEIL
1) . 232
6.20 WIE SOLL MAN EIGENTLICH BESCHLEUNIGEN: LANGSAM ODER SCHNELL? (TEIL
2) . 236
7 HYBRID- UND ELEKTROFAHRZEUGE 239
7.1 WIE SEHR WUERDE IN DEUTSCHLAND DER STROMVERBRAUCH STEIGEN, WENN ALLE
FAHRZEUGE ELEKTRISCH BETRIEBEN WERDEN? 239
7.2 NACH WELCHEN KONZEPTEN KANN MAN
DIE HYBRIDANTRIEBE UNTERSCHEIDEN? . 240
7.3 STIMMT ES,
DASS ELEKTROFAHRZEUGE
KEINE GROSSE REICHWEITE HABEN
KOENNEN? 242
7.4 WIE TEUER WAERE
DIE BATTERIE EINES
MITTELKLASSE-PKW, MIT DEM MAN 100KM
WEIT ELEKTRISCH FAHREN
MOECHTE? 243
7.5 WIE BERECHNET MAN DEN KRAFTSTOFFVERBRAUCH BEI EINEM
PLUG-IN-FAHRZEUG? 244
7.6 WIE SEHEN DIE FAHRZEUGANTRIEBSKONZEPTE IN ZEHN JAHREN AUS? 246
8 AUFLADUNG VON VERBRENNUNGSMOTOREN 249
8.1 WELCHE AUFLADEKONZEPTE GIBT ES? 249
8.2 NIMMT EIN KOMPRESSOR DEM MOTOR NICHT VIEL LEISTUNG WEG? 253
8.3 WIE KANN MAN ZU EINEM SAUGMOTOR EINEN PASSENDEN KOMPRESSOR
SUCHEN? 255
XX INHALTSVERZEICHNIS
8.4 KANN MAN IRGENDWIE BERECHNEN, WIE GROSS DER MASSENSTROM IST, DER BEI
EINEM ATL-MOTOR DURCH DAS WASTEGATE STROEMT? 258
8.5 WAS VERSTEHT MAN UNTER EINER SENSITIVITAETSANALYSE? 261
8.6 WIE LEGT MAN EINEN TURBOLADER AUS? 264
8.7 IN WELCHEM KENNFELDBEREICH BENOETIGT EIN TURBOMOTOR EIN WASTEGATE? .
. 267
STOFFWERTETABELLEN 273
STICHWORT-TABELLEN 275
LITERATUR 285
SACHVERZEICHNIS 287 |
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