Leistung eines Motor´s

[Uwe´s Edition]

Hallo Gemeinde,mich würde es mal interessieren wie man bei dem Bau eines Motor´s die Leistung festlegt.Weiss man denn schon vorher ungefähr wieviel PS der Motor haben wird oder ist das durch die Teile festgelegt die Verbaut werden? .denken

[paD]

Ich denke man kann das schon ziemlich genau berechnen.
Stichworte: Energiegehalt Benzin, Wirkungsgrad, Kompression, Luftmenge, Luft/Gas-Gemisch etc..

Ganz vereinfacht kannst du dir das so vorstellen:
Kippst du etwas Benzin in ein Glas und zündest es an, brennt es bei gleich großer Oberfläche immer mit der gleichen "Energie".
Bei einer größeren Oberfläche verbrennt die gleiche Menge Benzin deutlich schneller.
Zerstäubt man das Benzin, verpufft (explodiert) es schon und ist ruck zuck weg

Das ganze lässt sich jetzt bei einem Motor noch weiter und weiter steigern.
- Man verbaut Turbolader oder Kompressoren, die Luft komprimieren und mit hohen Druck "einspritzen".
- Erhöht die Verdichtung, damit die Temperatur höher ist und die Explosionen größer.
- Optimiert Einspritzdüsen und Lufteinlass, damit die Oberfläche des zu verbrennenden Gases höher ist..

Und "mathematisch" sieht das ganze "einfach" so aus (keine realen Angaben):
- 5% feinere Zerstäubung, 2% mehr Leistung
- 10% mehr Kompression, 5% mehr Leistung
- .....

Ich interessiere mich allerdings nur Hobbymäßig dafür, also muss das hier alles auch gar nicht stimmen

paD

[Hybrid_Sunny]

Grundlage sind Bohrung (vereinfacht Kolbendurchmesser) und Hub (Auslegung des Kurbeltrieb). Hierbei ist das Verhältnis für die Charakteristik des Motors interessant.

Ist die Bohrung groß und der Hub klein hat der Motor in niedrigen Drehzalen wenig Drehmoment. Beispiel sind Fomel 1-Motoren, die mit kurzem Hub bis zu 20 000 Umdrehungen pro Minute gedreht haben. Umgekehrt ist die Bohrung klein und der Hub groß (Langhuber) ist das Drehmoment groß und die Drehzahl niedrig. Z.B. alte BMW-Motoren, oder alte Englänger, die dann nicht sehr hoch gedreht werden können. Allgemein geht man heute bei der Auslegung in Richtung quadratisch (Bohrung ist ungefähr gleich Hub).

Dann kommt die Zylinderanordnung: Boxer, V-Motor oder Reihenmotor. Und die Zündreihenfolge.

Nächster Einfluß ist die Gestaltung des Zylinderkopfes (Mehrventiler oder einfach bestückt).

Danach die Gemischaufbereitung: Vergaser, Einspritzer, Direkteinpritzer.

Danach Sauger, Kompresssor oder Lader.

Variable Ansaugbrücke/ Klappen im Ansaugbereich und andere Tricks. Oder variable Ventilsteuerung.

Wenn man die Grundlagen gelegt hat, dann ist interessant, wie viel Verlusstleistung durch Reibung von der verfügbaren Leistung abgezogen wird. In der Grundlage weiss man dann ziemlich genau wie viel da rauskommt. Überraschungen gibt es nur bei der Strömung. Also muss dann Ansaug- und Abgasbereich optimiert werden. Heute auch noch die Strömung im Block (macht ca. 3% Verlustleistung).

Heute läuft dann viel über Regelung über die Kennfelder der Motorelektronik.

Insgesamt bleibt die Abstimmung einer Verbrennungsmaschine komplex, da der Vorgang der Verbrennnung (über sämtliche mögliche Lastzustände und Drehzahlen) komplex ist (und bleibt).

Die Grenze der maximal verfügbaren Leistung (kW/ Liter Hubraum) steigt immer noch weiter. Interessant sind aber:

- Abgas
- Haltbarkeit
- Sparsamkeit
- Laufverhalten/ Ansprechverhalten
- Wartungshäufigkeit-, -kosten
- ...

[Hybrid_Sunny]

Nach Auslegung des Kurbeltriebes wird bei der Gestaltung des Zylinderkopfes auch das Verdichtungsverhältnis festgelegt. Diese entscheidet grundlegend über die maximale Leistungsfähigkeit.

[Hybrid_Sunny]

Über die Auswahl der Laufflächen (daraus resultiert Reibung), die Auslegung des Ventiltriebes und der Nebenaggregate ergibt sich eine Verlustleistung, die von der voraussichtlichen Nutzleistung abgezogen werden muss.