Thermodynamik

Bei der Verbrennung im Motor wird chemische gebundene Kraftstoffenergie in mechanische Energie gewandelt. Dieser Energiewandlungsprozess unterliegt den Gesetzen der Thermodynamik. Der zeitliche Verlauf der Wärmefreisetzung bei der Verbrennung des Kraftstoffs hat dabei entscheidenden Einfluss auf Motorlauf, Wirkungsgrad und Emissionen.

Um das Verhalten eines Verbrennungsmotors in der Praxis testen und optimieren zu können, wird ein Exemplar dieses Motors auf einem Prüfstand aufgebaut. Da die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum nicht direkt beobachtet werden kann, werden messbare physikalsche Größen zur Beschreibung der Verbrennung herangezogen. Neben dem kurbelwellenaufgelösten Brennraumdruck werden dabei auch Drücke und Temperaturen im Frischluft- und Abgassystem des Motors gemessen.

Die thermodynamische Auswertung dieser Messdaten liefert charakteristische Größen, anhand derer die Verbrennung anschaulich beschrieben werden kann, zB. Brennbeginn, Brennende, Brenndauer, Verbrennungsschwerpunkt. Messdaten von Zielgrößen der Motorentwicklung (zB. Schadstoffemissionen) können so in Korrelation mit der Verbrennung gesetzt und optimiert werden.

 

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