Verständnisfragen zu Freilauf und Dieselprinzip

Fahrzeugforen Sharan, Alhambra bis 2010, Galaxy bis 2006
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Hallo,

bitte nicht lachen, aber ich brauch mal Eure „Erklärbären“. Meine Bücher helfen mir nicht so richtig weiter.

Ich lese hier häufig vom „Freilauf“ an der Lima, kann mir mal einer erklären, wofür das Ding eigentlich da ist bzw. was der bewirken soll?

Dann hätte ich noch zwei Fragen zum Dieselmotor:

  1. Wie kommt die hohe Verdichtung im Gegensatz zum Ottomotor zustande, denn vom Verdichtungsprinzip her arbeiten doch beide quasi identisch?! Auch ohne Turbo ist das Verdichtungsverhältnis ja viel höher. Ist einfach der Raum überm Kolben im OT kleiner als beim Otto??

  2. Ich las mal, Dieselmotoren seien „ansaugschwach“, weshalb z.bsp. der Unterdruck für den Bremskraftverstärker auch nicht vom Ansaugtrackt abgenommen werden kann -wie beim Otto. Warum ist das so?

Danke für Eure Antworten.

Lars

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#1

Der Dieselmotor läuft nicht so rund wie der Ottomotor, d.h. die Winkelgeschwindigkeit ändert sich über die Zeit. Die Lima wir daher als Schwungmasse immer wieder beschleunigt und abgebrems, was ein Quietschen des Keilrippenriemns bewirken kann.

IMHO ist es nur dass (außer dass der Diesel natürlich einiges stabiler gebaut sein muss um die höheren Drücke auszuhalten).

Weil der Dieselmotor keine Drosselklappe hat (wobei manche neuen Motoren dann doch eine haben um die AGR Rate besser regeln zu können). Der Diesel arbeitet immer mit Luftüberschuss und muss daher nicht gedrosselt werden.

Schitteböhn!

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#2

Hallo!

Wenn der Freilauf die Unterschiede in der Winkelgeschwingigkeit ( die beim Diesel nicht grösser sind als bei Otto Motor) ausgleichen sollte, müsste er 2 x pro Umdrehung öffnen und schliessen. Das würde die beste Überholkupplung nicht mitmachen.

Es ist natürlich so, dass beim Gas-Wegnehmen der Lima die Möglichkeit gegeben werden soll, ihre eigene Verzögerungsrampe zu laufen.

mfg

Ploetsch10

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#3

Deine Frage 1 zu Dieselmotoren wurde ja noch nicht beantwortet.

Das Verdichtungsverhältnis ist das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung (Hubraum + Verdichtungsraum) zum verbliebenen Raum nach der Verdichtung (Verdichtungsraum).

Bei Dieselmotoren wird ein höheres Verdichtungsverhältnis benötigt, da zum entzünden des Dieselkraftstoffes rel. hohe Temp. benötigt werden (der Kraftstoff muss sich ja selbst entzünden). Beim Ottomotor kann man sich das sparen, da das Kraftstoffluftgemisch, bzw. der Kraftstoff durch den Zündfunken der Zündkerze zur Reaktion gebracht wird.

Ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis erlaubt es den Motor leichter zu bauen, da dort nich so hohe Drücke entstehen.

Das Verdichtungsverhältnis eines Ottomotors bei KFZ, welcher für Normalbenzin ausgelegt ist, liegt typisch bei 9:1, bei Sportmotoren wird teilweise bis zu 14:1 verwendet

Bei Dieselmotoren liegt die Verdichtung prinzipbedingt höher, ein typischer Wert bei direkteinspritzenden Dieseln bei PKW ist 19,5:1.

Mit höherem Verdichtungsverhältnis steigt der Wirkungsgrad an, gleichzeitig nimmt bei Ottomotoren allerdings auch die Klopfneigung zu. Das Klopfen kann wiederum durch Benzin mit höherer Oktanzahl, Optimierung der Brennraumform oder den Einsatz mehrerer Zündkerzen (Twin-Spark bei Alfa) reduziert werden.

Klopfende Geräusche kommen von der Verdichtungsbedingten Selbstentzündung des Ottokraftstoffes. Wenn dann die Flammenfront des regulär gezündeten Kraftstoffes auf die Flammenfront des selbstentzündeten Kraftstoffes trifft, dann machts Bumm und das eben zigtausend mal in der Minute. Tja das nennt man eben Klopfen.

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#4

Hallo Ploetsch,

Dann dürfte sich ein Problem mit dem Freilauf aber nicht so auswirken wie im Forum geschrieben:

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Warum sollte ein Freilauf Schaden nehmen, wenn er innerhalb einer Umdrehung öffnet und schließt?

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Wenn der Rundlauf beim Diesel so gut ist wie beim Benziner, weshalb hat der Diesel dann ein ZMS :mrgreen: ?

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#5

Die Fragen wurden im großen und ganzen beantwortet. Bleiben nur (soweit ich es sehe) 2 Fehler in diesem Beitrag.

Weil ihr auch mir nicht glauben wird, hier mal etwas von INA, der Hersteller diese Freilaufe:

@Ploetsch10

Warum hast du geschrieben, alsob du es wusstest?

@Heisenberg

der Benziner hat auch manchmal ein ZMS… (zB mein V6)

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#6

Hallo!

Wer sagt denn, dass der Betrag von Ina sich auf die Drehschwingungen innerhalb eine KW -Umdrehung bezieht und nicht auf das für einen Riemen nicht wünschenswerte auf und ab von Drehzahlen und von Momenten ?

Wenn der Motor zügig beschleunigt und dann in den nächsten Gang geschaltet wird, kann durchaus eine Zugumkehr im Riemen vorkommen. Und das gilt es aus Gründen der Materialschonung und der Energieeinsparung zu vermeiden.

Man überlege: Eine mechanische Kupplung, die 50 mal pro Sekunde öffnet und schliesst… Da hat ja schon mancher elektrischer scanner Probleme seinen Laserstrahl an und aus zu schalten.

Sorry, für mich ist das nicht vorstellbar.

Ein ZMS ist nichts dieseltypisches. Es findet genauso in Benzinern Anwendung. Man kann die gleiche „Vergleichförmigung“ der Drehschwingung auch mit einem starren Schwungrad erreichen. Allerdings um den Preis des höheren Massenträgheitsmomentes, was letztendlich in höherem Energiebedarf mündet, solange der Motor nicht mit konstanter Drehzahl betrieben wird.

mfg

Ploetsch10

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#7

Das sagt der Beitrag von Ina höchstselbst aus:

Der Riemen versucht tendenziell, die mit hoher Frequenz wechselnde Beschleunigung und Verzögerung der Kurbelwelle

auf die Aggregate zu übertragen

Ich kenne zwar dein Alter nicht und weiß nicht wie sehr deine Gliedmaßen schon zittern, aber mit dem Gasfuß eine hohe Frequenz wechselnder Beschleunigung und Verzögerung zu erreichen halte ich für ausgeschlossen.

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#8

Hallo Ploetsch

habe ich nicht geschrieben, dass du mir nicht glauben wurdest? Selbst ein Zitat von Ina hat aber nicht den gewünschten Effekt :?

Stichwort Drehungleichförmigkeit heißt nicht, dass der Drehzahl abnimmt, sondern dass der KW ungleichmäßig dreht.

Sicherlich hast du auch recht und wird der Lima leicht nachlaufen wenn du vom Gas gehst. Diese Abbremsung ist aber relativ langsam, der Lima wurde schon fast ohne Antrieb von selber so schnell „bremsen“. Von Gaswechsel ist hier nicht der Rede, der Freilauf öffnet nur in eine Richtung (anders wie ZMS). Dass er auch das macht was du sagst, stellt keiner in Frage. Dass er aber deswegen nicht da ist, ist aber Fakt.

Einfach gesagt:

Beide (ZMS/Freilauf) gleichen der Vibration der Motor aus (bei konstante Drehzahl), damit diese Vibrationen nicht auf nachliegende Aggregate (Getriebe/Karosserie/Lima) übertragen werden.

Andersherum (wie auch Heisenberg schon versucht hat). Warum flattert der Riemen im Leerlauf, wenn der Freilauf defekt ist?

Es ist keine Kupplung in dem Sinne. Es gibt auch Formeln von Ina, wie man die richtige Kupplung zu der richtige Frequenz findet, mit Standzeiten. Dass wir nicht von Lasergeräten reden, ist wohl klar und daher macht es nichts, dass ich davon überhaupt keine Ahnung habe…

@Larsi

Der Frage wurde hoffentlich beantwortet :?:

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#9

Warum nicht?

Rechne mal nach wie oft die Ventile und die PD-Elemente öffnen.

Ganz zu schweigen vom Verteilerkolben der VEP-Einspritzpumpe.

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#10

Hallo zusammen !

Ich gebe mich geschlagen vor so viel Fachkompetenz…

Wahrscheinlich mache ich den Fehler, Beschreibungen von Herstellern über ihr eigenes Produkt nicht blind zu glauben, den Unterschied zwischen einer Reibkupplung und einem geschmierten und nahezu zwangsgesteuerten Ventiltrieb zu kennen und 50 oder 80 Hz Schliesstakt bei einer mechanischen Kupplung total zu überschätzen.

Zudem vermag ich relevante Intervallverlängerungen bei der Standzeit von Riemen mit/ohne Freilauf nicht erkennen.

Also, vergessen wir das Ganze und wir alle sind wieder glücklich…

mfg

Ploetsch10

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#11

Vielleicht machst Du aber auch den Fehler wo ein Reibkupplung zu vermuten wo gar keine ist :wink:

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#12

Wolfgang hat natürlich Recht:

Habe doch oben eine Prinzipskizze eingefügt. Da ist nix mit Reibkupplung. Das Ding ist nicht gerastert wie beim Fahrrad, benützt Kugeln und schiefe Ebenen und sollte deshalb keine Probleme mit hochfrequenten Gleichlaufschwankungen haben!

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#13

Dar ich auch mal?

Freilauf:

Ist eine Vorrichtung, die einen Teil eines Antriebstranges von der Drehbewegung entkoppelt,

wenn sich die Lastverhältnisse ändern.

Dies wird u.a, beim Fahrrad in der Hinterradnabe genutzt.

Im Kfz-Motor wird hiermit dem Lastwechsel entgegen gewirkt und hat neben der Positiven Verschleißreduzierung auch eine Geringer Massenübertragung zur Folge.

Damit wird auch die Motoren Steuerung Präziser und als Positiver nebeneffekt auch eine Vibrations dämpfung umgesetzt!

Ansaugdruck:

Als thermodynamischen Vergleichsprozess des Dieselmotors lassen sich der Diesel-Prozess,

auch Gleichdruckprozess genannt, und der Seiliger-Prozess heranziehen.

Bei beiden Prozessen nehmen die thermischen Wirkungsgrade mit höherer Verdichtung zu.

Bei Dieselmotoren ohne Aufladung beträgt das geometrische Verdichtungsverhältnis etwa 1:18 bis 1:25.

Bei Dieselmotoren mit Aufladung liegt in der Regel das Verdichtungsverhältnis etwas niedriger.

Bemerkenswert ist, dass der Ottomotor, wenn er genauso hoch verdichten könnte wie der Dieselmotor,

einen höheren Wirkungsgrad erreichen würde. Der Grund hierfür ist,

dass der thermische Wirkungsgrad des Dieselmotors neben dem Verdichtungsverhältnis auch noch abhängig ist vom Einspritzverhältnis.

Ist bei einer Motorkonstruktion hingegen die Zünddruckgrenze (bedingt durch die mechanischen Belastungsgrenzen) vorgegegeben,

so liefert der Diesel-Prozess den besten thermischen Wirkungsgrad.

Einer Steigerung des Verdichtungsverhältnisses sind mechanische Grenzen gesetzt.

Mit steigender Verdichtung nehmen die Reibungsverluste (Kolbenringe, Lager) immer mehr zu,

so dass sie ab einem bestimmten (vom Motor abhängigen Verhältnis) stärker wachsen,

als der thermische Wirkungsgrad, und unter dem Strich der Gesamtwirkungsgrad wieder sinkt.

Eine höhere Verdichtung hat außerdem ein Ansteigen der maximalen Verbrennungstemperatur zur Folge,

sodass der in der Luft enthaltene Stickstoff vermehrt mit dem Luftsauerstoff reagiert und es zu einer,

im Vergleich zum Ottomotor, erhöhten Konzentration von Stickoxiden im Abgas kommt.

Auch sind weitere Faktorn zu berücksichtigen, würden aber den Rahmen hier Sprengen.

Gruß Edi

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#14

Gerne :smiley: !

Er würde aber vorher klopfen, deshalb ist eine weitere Steigerung der Kompression nicht möglich

Kapiere ich nicht!

Wie im Kreisprozess die Temperatur erzeugt wird ist doch egal. Wichtig sind die Eckdaten: Temperatur und Druck!

Stimmt genau!

Die höhere Temperatur lässt sich ebenso durch früheres Einspritzen und höhere Einspritzmenge erzeugen (siehe Tuningfraktion) und führt zu mehr NOx und den bekannten Motorschäden!

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#15

Ich will auch mal, wenn ich darf :lol:

Als zwar alter, aber doch als Maschinenbauer kenne ich zwei Arten von Kupplungsübertragungsarten.

Und zwar Formschlüssige (z.B. unsere Antriebsachsen) oder Reibschlüssige (z.B. unsere Kupplung zwischen Motor und Getriebe).

Einen Formschluss kann ich beim besten Willen bei der Generatorkupplung bzw. beim Generatorfreilauf nicht erkennen.

Also muss es sich doch um Reibung handeln. :roll:

In Verbindung mit der schon genannten schiefen Ebene ergibt sich hier ein Reibwinkel, der unterhalb des Reibwinkels, der zwar kleinen, aber doch vorhandenen Rollreibung liegt.

Ich glaube es gab hier den Fachbegriff Reibungskegel.

Dadurch ergibt sich in der einen Richtung eine Selbsthemmung, die je größer das Drehmoment wird, eine steigende Normalkraft in Richtung auf dem Mittelpunkt erzeugt und damit eine auch steigende Reibkraft in tangentialer Richtung. (also auch eine einseitige Blockwirkung.)

Andererseits glaube ich auch nicht, das bei dem hochfrequenten Lastwechseln sich die Kugeln bewegen werden, sondern nur mehr, weniger oder auch garnicht belastet werden.

Im übrigen zeigt das Ergebnis schon, dass dieses funktioniert, denn umsonst flattert die Spannrolle sonst nicht.

Oldie

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#16

@Oldie: Danke! Klingt äußerst plausibel!

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#17

Hallo, also

Das Klopfen ist ein Mechnisches Problem, rein Theoretisch, also ohne Belastungsgrenge der Bauteile, könnte man die Verdichtung in das Uneendliche Treiben.

Die grenzen dazu finden sind rein mechanisch auf den Zündverlauf des Kraftstoffs zurückzuführen und wird durch den Zündverzug gesetzt.

Beim Diesel sind physikalisch durch den Zündverzug von 1 bis 10 ms bedingt Drehzahlen von etwa 5.500 U/min möglich, nur selten erreichen 2takter auch höhere Drehzahlen.

Unter Einspritzverhältnis verstehe ich die Zeit in der die zum Gemisch benötig Kraftstoffmenge in den Verdichtungsraum eingebracht werden kann, dies geht auch aus dem Prinzip des Seiliger-Kreisprozess herfor.

Gruß Edi

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#18

Das Einspritzverhältniss ist keine Zeit, sondern wie der Name schon sagt ein Verhältnis. #-o

Es nennt sich Φ und gibt ein Volumenverhältnis V3/V2 an.

Darin ist zwar die Einspritzzeit indirekt enthalten, da V3 das Volumen nach dem Einspritzvorgang und V2 das Volumen vor dem Einspritzvorgang darstellt.

Mit fallendem Φ steigt der Thermische Wirkungsgrad η

Oldie

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#19

Ich sehe gerade das der Editor bei Wiki gespickt hat :wink:

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Solltest Du dann als Zitat kenntlich machen!