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1. Einlassventil öffnet; | S1. Ansaugtakt; |
EIN Indikatordiagramm ist eine Methode zur Messung der gelieferten Arbeit eines Zylinders von a Kolbenmotor (Verbrennungsmotor oder Dampfmaschine) zu etablieren. Hier mit einem Anzeigegerät die Druckkurs im Zylinder in Relation zum zurückgelegten Schlacht. Mit dem erhaltenen pV-Diagramm kann dann die geleistete Arbeit ermittelt und mit den Daten des eingespritzten Kraftstoffs die Effizienz. Wobei ein PV-Diagramm von a zirkulärer Prozess ist eine theoretische Beschreibung, das Indikatordiagramm zeigt den tatsächlichen Druckverlauf und die geleistete Arbeit an. Basierend auf dieser Indikatorarbeit wird die mittlerer induzierter Druck und die Indikatorleistung berechnet. Darüber hinaus können auch der Kompressions- und Verbrennungsdruck, das Einspritzmoment sowie die Momente des Ventilöffnens und -schließens bestimmt werden.
Das Aufsetzen des Anzeigegeräts auf das Anzeigeventil eines Zylinders ermöglicht es, den Druck zu messen. Über eine Schnur wird die Anzeigetrommel mit der Drehzahl des Motors gedreht. Moderne Systeme verwenden piezoelektrische Elemente, mit dem die Wellenleistung direkt bestimmt werden kann.
Prozess
Wie im illustrierten Indikatordiagramm von ViertaktDieselmotor mit Kurbelkreis öffnet das Einlassventil leicht vor dem oberer Totpunkt (OT), noch während des Auspufftaktes. Sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil sind jetzt geöffnet. Während dieser Spülzeit sinkt der Druck von etwas oberhalb des Luftdruck bei einem selbstansaugenden Motor leicht unter Atmosphärendruck. Unter Verwendung von Aufladung dieser Druck kann erhöht werden. Nach dem Schließen des Auslassventils wird der Zylinder mit der angesaugten Luft gefüllt.
Kurz nach dem unteren Totpunkt (ODP) schließt das Einlassventil und die Luftkompression beginnt, wodurch Druck und Temperatur stark ansteigen. Kurz vor dem Ende dieses Verdichtungstaktes beginnt die Kraftstoffeinspritzung. Nach kurzer Einspritz- und Zündverzögerung verbrennt der Kraftstoff spontan. Es folgt eine unkontrollierte Verbrennung mit einem schnellen Druck- und Temperaturanstieg. Obwohl die Injektion fortgesetzt wird, Druckgefälle sinkt, da der Luftüberschuss abnimmt, so dass eine teilkontrollierte Verbrennung stattfindet. Die Kraftstoffeinspritzung stoppt kurz nach Beginn des Arbeitstakts. Es findet nun eine Nachverbrennung des restlichen Brennstoffes statt. Durch das zunehmende Volumen sinkt der Druck, ist aber durch die Verbrennung höher als der Kompressionsdruck.
Kurz vor dem Ende des Arbeitstakts öffnet das Auslassventil und reduziert den Druck auf etwas über dem Atmosphärendruck, der die Abgase während des Ausstoßtakts aus dem Zylinder ausstößt. Am Ende beginnt der Vorgang erneut.
Literatur
- Kimmenaede, A.J.M. von (1990): Wärmeleder für Techniker, Bildungsbuch, Culemborg,
- Maanen, P. van (2000): Schiffsdieselmotoren, Nautech.