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Pingelen

Klingeln oder klopfen ist eine Form von Detonation d.h. das unkontrollierte und frühe selbstentzündlich von Treibstoff in einem Gemischmotor, Zum Beispiel, a Kolbenmotor oder Wankelmotor.[1]

Bei höheren Geschwindigkeiten ist der Füllgrad des Zylinder niedriger, was die Klopfgefahr verringert, aber aufgrund der höheren Geschwindigkeit der Gasströme nehmen die Turbulenzen im Zylinder zu, wodurch sich die Gasgemische unkontrolliert entzünden und Motorschäden verursachen. Das Klopfen wird durch eine unkontrollierte Selbstentzündung verursacht, bevor die Kolben oberer Totpunkt (OT) erreicht ist. Durch diesen frühen Druckaufbau am Kolben neigt dieser zum Kurbelwelle in die entgegengesetzte Richtung zu drehen.

Klopfen ist ein Phänomen, das hauptsächlich bei Gemischmotoren von Fahrzeugen auftritt, die mit Aufladung über a . ausgestattet sind Turbo, Kompressor oder StauluftInstallation. Diese Systeme sorgen dafür, dass das Gemisch unter erhöhtem Druck in den Zylinder gelangt, was die Wahrscheinlichkeit einer Selbstentzündung erhöht. Auch Motoren ohne Aufladung mit hohem Kompressionsrate (z. B. 11:1) reagieren empfindlicher auf Stöße. Die Klopfgefahr ist übrigens der wichtigste limitierende Faktor für das Verdichtungsverhältnis.

Klopfen mit hoher Geschwindigkeit

Klopfen mit hoher Geschwindigkeit bedeutet, dass der Motor bei hoher Drehzahl klingelt. Klopfen bei niedriger Geschwindigkeit tritt bei niedrigeren Drehzahlen um 2000 Umdrehungen pro Minute auf.

Bei diesen Geschwindigkeiten ist der Füllgrad der Zylinder hoch, was bedeutet, dass die tatsächliche Kompression des Gasgemisches ist ebenfalls hoch. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer unkontrollierten Explosion des Gasgemisches, die als tickendes oder klingelndes Geräusch zu hören ist. Obwohl das Fahren mit niedrigerer Geschwindigkeit den Kraftstoffverbrauch senkt, ist es wichtig, Klopfen bei niedriger Geschwindigkeit herunterschalten und/oder verlangsamen, um den Motor bei niedrigen Drehzahlen nicht zu stark zu belasten. Klopfen bei niedriger Geschwindigkeit ist schädlich für den Motor, aber weniger schädlich als Klopfen mit hoher Geschwindigkeit, auch weil es besser wahrnehmbar ist. Moderne Motoren sind mit Möglichkeiten ausgestattet, bei der Erkennung von Pings elektronisch einzugreifen.

Dieselmotoren

Klopfen kann nur bei einem Gemischmotor auftreten, da dieser Motortyp mit einer kontrollierten Verbrennung arbeitet, die durch einen Funken aus dem Zündkerze. Durch die Selbstentzündung des Gasgemisches erfolgt die Verbrennung zu früh. Biene Dieselmotoren andererseits wird die Verbrennung immer durch diese spontane Verbrennung eingeleitet. Der Unterschied zu Dieselmotoren besteht jedoch darin, dass diese Verbrennung erst erfolgt, nachdem der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wurde und somit kontrolliert abläuft.

Diesel entzündet sich nicht sofort nach der Einspritzung. Die Zeitdifferenz zwischen der Einspritzung und der tatsächlichen Zündung wird als Zündverzug bezeichnet. Dies hängt von der Cetan-Zahl. Wenn die Zündverzögerung zu groß ist, kann es sein, dass das meiste bereits vor der Zündung eingespritzt wurde. Durch diese plötzliche Zündung der großen Kraftstoffmenge können auch Druckwellen entstehen, so dass auch bei einem Dieselmotor eine Art Klopfen auftreten kann, dies wird jedoch nicht als Klopfen bezeichnet; es ist eine späte zündung.

Klopfkontrolle

An einer Einspritzmotor jetzt sofort elektronische Kontrolleinheit (ECU) ist eine Klopfregelung eingebaut. Diese Anordnung wird von der Klopfsensor. Wenn der Klopfsensor ein Klopfen erkennt, sendet er ein elektrisches Signal an die ECU. Die ECU wiederum sendet ein Signal an die Zündanlage oder der Wastegate. Dadurch wird das Gasgemisch später gezündet oder der Turbodruck reduziert und das Klopfen verschwindet. Die ECU steuert dann schrittweise die Zündung an das Steuergerät, um früher wieder zu zünden, bis wieder ein Klopfphänomen auftritt. Die Klopfregelung sorgt dafür, dass die Zündung um die Klopfgrenze herum erfolgt.

Klopffestigkeit des Kraftstoffs

Klopfen kann vermieden werden durch Benzin zu verwenden mit größeren Klopffestigkeit. Die Klopffestigkeit wird ausgedrückt in expressed Oktanzahl des Benzins. Benzin mit höherer Klopffestigkeit wurde bisher durch Zugabe Tetraethylblei (TEL), im Volksmund einfach als „Lead“ bezeichnet. Heutzutage benutzen die Leute Methyl-tert-butylether (MTBE) als Antiklopfmittel.

Vorzeitige Verbrennung

Mit Benzin vermischte Luft kann sich beim Verdichten im Zylinder spontan explosionsartig entzünden, also vor dem Zündkerze gibt einen Funken. Ursache sind glühende Kohlepartikel oder heiße Stellen im Brennraum, zum Beispiel eine zu heiße Zündkerze. Das Phänomen ähnelt dem 'nadiesel' eines Benzinmotors nach dem Abstellen. Diese Explosionen können besonders schädlich sein, da der Kolben gegen die Explosionsrichtung arbeiten muss. Diese vorzeitige Verbrennung sollte nicht mit Klopfen verwechselt werden.[1]

Detonation

Bei der normalen Zündung des Benzin-Luft-Gemisches wandert die Flammenfront schnell und unregelmäßig, aber direkt vom Zündkerzenfunken zu den Wänden des Brennraums. Wenn das Gemisch vor der Flammenfront durch den Druckaufbau der Verbrennung selbst zu stark komprimiert wird, explodiert dieses Gemisch, anstatt zu brennen.

Vorzeitige Verbrennung und Detonation sind für beide Seiten vorteilhaft.

Maßnahmen gegen Klopfen

  • Autos sind heute mit einem Klopfsensor und die ECU ergreift Maßnahmen wie die Reduzierung der Kraftstoffzufuhr, die Änderung des Zündzeitpunkts oder die Reduzierung des Turbodrucks.
  • Ein typischer Umstand, bei dem Klopfen erzeugt wird, ist die starke Belastung eines Motors bei niedrigen Drehzahlen – zum Beispiel bei einem Wohnwagen in den Bergen. Dies ist ein sogenanntes Klopfen bei niedriger Geschwindigkeit. Daher ist es unter solchen Umständen ratsam, mit einer etwas höheren Geschwindigkeit in einen niedrigeren Gang herunterzuschalten und weniger zu beschleunigen.
  • Nicht zuletzt ist die Oktanzahl des Kraftstoffs wichtig. Das Tanken von „normalem“ 95-Oktan-Benzin in einem Auto, das laut Bedienungsanleitung „Super“ braucht (ROZ ist 98), kann schädlich sein, wenn die maximale Leistung des Motors gefordert wird. Umgekehrt ist das kein Problem, aber sinnlos.
  • Klopfen kann auch ein Hinweis darauf sein, dass mit der Motorkühlung etwas nicht stimmt.
  • Wasser einspritzung oder Wasser-Methanol-Einspritzung kann durch zusätzliche Kühlung und den oktanverstärkenden Effekt Abhilfe schaffen.

Verweise

  1. ↑ einbWAS IST DETONATION?. Bruder Bobs Tinker Shop von Bob Hewitt. Zugriff am 20. September 2015(und) .

Quellen