AK Fragen Flashcards

Question

Nenne zwei verschiedene Möglichkeiten für das Kühlsystem von Verbrennungsmotoren. Gib jeweils an, ob es eine direkt, oder indirekte Form ist

Answer 1

Luftkühlung ! direkt Flüssigkeitskühlung! indirekt

Answer 2

Eine Innere Abgasrückführung wird über eine Ventilüberschneidung im Ladungswechsel-OT erreicht. Dabei erhöht sich der Restgasanteil im Zylinder. Bei einer Äußeren Abgasrückführung wird gekühltes Abgas mittels elektrisch oder über Saugrohrunterdruck aktuierte Ventile in den Ansaugkanal geleitet. Wirkweise auf NOX-Emissionen: Durch den steigenden Inertgasanteil im Brennraum sinken die Verbrennungstemperaturen und die Sauerstoffkonzentration. Beides hemmt die Entstehung von Stickoxiden.

Answer 3

Der Luftaufwand ist ein Maß für die dem Motor zugeführte Frischladung. Der Liefergrad ist ein Maß für die im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels verbleibende Frischladung.

Answer 4

Der Zündwinkel muss in Richtung spät verstellt werden 0.l5 **Einflüsse:** Späterer Verbrennungsschwerpunkt Der Spitzendruck sinkt. Die Spitzentemperatur sinkt. Die Abgastemperatur steigt. Der Wirkungsgrad wird niedriger.

Answer 5

**NOX-Speicherkat:** Der NSK entspricht in wesentlichen Bestandteilen der konventionellen 3-Wege Katalysator-Technologie, wobei zusätzlich eine Speicherfunktion für NOX realisiert wurde. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, NOX bei überstöchiometrischem Motorbetrieb zwischen zu speichern und in kürzeren unterstöchiometrischen Betriebsphasen wieder umzusetzen. **SCR** Im SCR-Katalysator werden Stickoxide unter Anwesenheit von Ammoniak, welches in Abhängigkeit von den emittierten Rohemissionen in den Abgasmassenstrom eingebracht werden muss, im Katalysator reduziert. Es entstehen Wasser und Stickstoff. Kontinuierlich / Anwesenheit von Ammoniak 0,l5 Es entstehen Wasser und Stickstoff

Answer 6

Aktiv: Anhebungs der Abgastemperatur durch: - Ansauglust- und Abgasdrosselung - Verschiebung des Einspritzbeginns/Merhfacheinspritzung - Sekundärenergiezufuhr im Filter (Brenner, elektrische Heizung) Passiv: Senkung der Rußzündungstemperatur druch: - Einsprühen von chemischen Zünd- Brennhilfen in das Abgas - Katalytische Filerbeschichtungen - Kraftstoffzusätzt (Additive)

Answer 7

Klopfende Verbrennung: -Selbstzündung im noch unverbrannten Gemisch --\> detonationsartigen Ausbreitung der Verbrennung Glühzündung: -Entflammung des Brennstoff-Luft-Gemisches an heißen Stellen --\> schnellere Verbrennung Unterschied: - bei Glühzundung gibt es nur eine Deflagration - -\> schnellere Flammenausbreitung bei Zündung --\> Druckverläufte sind ähnlicher einer normalen Verbrennung nciht klopfende Glühzündung) --\> durch Glühzündung kann es zu kopflenden Verbrennung kommen (klopfende Glühzündung)

Answer 8

hoher Druck und hohe Temperatur im unverbrannten Gemischrest Annäherung an das stöchiometrische Luftverhältnis (lambda = 1) hoher Restgasanteil (heißes Restgas aus vorheriger Verbrennung) Inhomogenitäten in der Restgas- und Kraftstoffverteilung langsamer Prozessablauf (da lange Vorreaktionszeit im Restgemisch) niedrige Oktanzahlen ROZ des Brennstoffes

Answer 9

Exergie: In beliebige andere Energieform wandelbare Energie. Anergie: Nicht in Exergie rückwandelbare Energie. Brennstoff + Luft (Exergie) Leistung (Exergie)

Answer 10

10 %-Punkt zu hoch: - schlechter Kaltstart 50 %-Punkt zu hoch: - schlechtes Übergangsverhalten bei kaltem Motor 90 %-Punkt zu hoch: - Motorölverdünnung - Rückstandsbildung im Brennraum (z. B. Ruß)

Answer 11

* *Aufgaben:** - Bereitstellung der Zündenergie - Erzeugung der erforderlichen Zündspannung - Zeitliche Steuerung der Zündung (Zündzeitpunkt) - Erzeugung eines Zündfunkens mit definierter Funkendauer **Heiße Kerze:** hohe Wärmewertkennzahl, Zündkerze mit langem Isolatorfuß, großer wärmeaufnehmender Oberfläche, geringer thermischer Belastbarkeit, schnellem Erreichen der Selbstreinigungstemperatur. **Kalte Kerze**: niedrige Wärmewertkennzahl, Zündkerze mit kurzem Isolatorfuß, kleiner wärmeaufnehmender Oberfläche, hoher Sicherheit gegen Glühzündungen, Gefahr der Verschmutzung.

Answer 12

- Luftgeführt - Strahlgeführt - Wandgeführt

Answer 13

**Indirekte Maßnahmen:** - Anfettung - Sekundärlufteinblasung **Direkte Maßnahmen:** - Motornaher Katalysator - Startkatalysator - (Gradientenbeschichtung)

Answer 14

Drall, Dieselmotor Tumble, Ottomotor

Answer 15

- Erhöhtes Verdichtungsverhältnis - Frühe Zündung --\> p ↑ - Erhöhte Gemischtemperatur - Erhöhte Motor- (Kühlmittel-)temperatur - Hohe Last - Größerer Brennraum --\> Brenndauer↑ --\>Verweilzeit↑

Answer 16

Beim Dieselmotor ist das Verhältnis von Drehzahl zu Mitteldruck niedriger als beim Ottomotor. Der Grund dafür liegt in der Begrenzung der Drehzahl durch die Gemischaufbereitung, konkret dem Zündverlauf (Zündverzug des Dieselkraftstoffes. --\> Die bekannteste Maßnahme zur Leistungssteigerung ist die Turboaufladung

Answer 17

**Stöchiometrischer Luftbedarf**: Der stöchiometrische Luftbedarf kann aus den Massenanteilen der im Brennstoff enthaltenen Elemente berechnet werden. Er beschreibt die notwendige Luftmasse, um den jeweiligen Brennstoff vollständig in CO2 und H2O umzusetzen. **Luftverhältnis:** Das Luftverhältnis λ beschreibt das Verhältnis zwischen tatsächlich im Brennraum vorhandener Luftmasse und dem stöchiometrischem Luftbedarf.

Answer 18

- Verstellung des Einspritzzeitpunktes nach Früh - Erhöhung des Einspritzdrucks, - Mehrfacheinspritzung - Anpassung des Strahlbilds - Erhöhung des Dralls (Ladungsbewegung), - Absenkung des Verdichtungsverhältnisses, - Aufladung

Answer 19

NO_x Peak: bei einem leicht überstöchiometrischen Luftverhätnis (L = 1,1), da sowohl hohe Temperaturen als auch Sauerstoffüberschuss zur NO_x Bildung notwendig sind --\> sinkende Emissionen im fetten (L\<1,1),aufgrund von O2 Mangel --\> sinkende Emissione im mageren (L\>1,1) aufgrund geringerer Temperaturen

Answer 20

Zündverzug: Der Zündverzug ist in der Praxis die Zeit, die zwischen dem Einspritzbeginn und dem ersten durch die Verbrennung bedingten messbaren Druckanstieg liegt. (1)

Answer 21

Bei einer vollvariablen Ventilsteuerung können Sie die Steuerzeiten der Ventile sowie deren Hub in den motorisch sinnvollen Bereichen frei eingestellt werden. Der größte Vorteil besteht in der Wirkungsgradsteigerung durch Entdrosselung der Ansaugstrecke im Ottomotor.

Answer 22

NOx-Speicherkat // diskontinuierlich bzw. intermittierend: Der **NSK** entspricht in wesentlichen Bestandteilen der konventionellen 3-Wege-Katalysator- Technologie, wobei zusätzlich eine Speicherfunktion für NOx realisiert wurde. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, NOx bei überstöchiometrischem Motorbetrieb zwischen zuspeichern und in kürzeren unterstöchiometrischen Betriebsphasen wieder umzusetzen. Im **SCR-Katalysator** werden Stickoxide unter Anwesenheit von Ammoniak, welches in Abhängigkeit von den emittierten Rohemissionen in den Abgasmassenstrom eingebracht werden muss, im Katalysator reduziert. Es entstehen Wasser und Stickstoff. (1)

Answer 23

Der Luftaufwand ist in diesem Fall ein Maß für die Drosselung in der gesamten Ansaugstrecke. (egal) Der Motor wird durch eine *späte Einspritzung* geschichtet betrieben, sodassein *zündfähiges Gemisch an der Zündkerze* vorliegt.

Answer 24

**Indirekte Maßnahmen**: Anfettung, Sekundärlufteinblasung **Direkte Maßnahmen**: Motornaher Katalysator, Startkatalysator (ebenfalls möglich: Elektrisch beheizter Katalysator, Gradientenbeschichtung, …)

Answer 25

Erhöhung des Turbulenzniveaus --\> Beschleunigung des Brennstoffumsatzes --\> Erhöhungs des Innenwirkungsgrades Ni

Answer 26

- Gemisch (Lamda) Einstellung (bis hin zum Magerkonzept) - Abgasrückführung - Brennraumform, Ladungsbewegung - Zündung (Zündzeitpunkt und Zündsystem) - Turboaufladung

Answer 27

Der Atkinson-Prozess dient als Vergleichsprozess für Motoren mit verlängerter Expansion

Answer 28

Bei einer vollvariablen Ventilsteuerung können die *Steuerzeiten* der Ventile sowie deren *Hub* in den motorisch sinnvollen Bereichen frei eingestellt werden. Der größte Vorteil besteht in der Wirkungsgradsteigerung durch *Entdrosselung* der Ansaugstrecke im Ottomotor. Typen zur technischen Umsetzung eines variablen Ventiltriebs: mechanische Systeme elektrohydraulische Systeme elektromechanische Systeme

Answer 29

Der Zündverzug ist in der Praxis die Zeit, die zwischen dem Einspritzbeginn und dem ersten durch die Verbrennung bedingten messbaren Druckanstieg liegt. Die während des Zündverzugs stattfindenden Gemischaufbereitungsvorgänge können zusammengefasst werden in: *physikalische Vorgänge* (Zerstäubung, Verdampfung und Mischung bis zur Bildung eines zündfähigen Gemisches an einzelnen Stellen) *chemische Vorgänge* (Vorreaktion im Gemisch bis zur Selbstzündung)

Answer 30

Präzise Lamda-Regelung 0; 99 \< \< 1,003 Energieschwelle der Lamda-Sonde muss überschritten sein (ab 300C) Der Katalysator muss auf Betriebstemperatur sein (ab 200C)

Answer 31

Durch eine zu hohe Verdichtung *steigt die Klopfneigung* (oder ungewünschte Selbstzündung) und damit das Schadensrisiko für den Motor. Beim Diesel lässt sich aufgrund der *gewünschten Selbstzündung* des Dieselkraftstoffs ein *höheres Verdichtungsverhältnis* einstellen.

Answer 32

Lamda = 1,1 --\> hohe Temperauten und ausreichend Sauerstoff im Brennraum

Answer 33

Verstellung des Einspritzzeitpunktes nach früh Erhöhung des Einspritzdrucks Mehrfacheinspritzung Anpassung des Strahlbilds Erhöhung des Dralls (Ladungsbewegung) Absenkung des Verdichtungsverhältnisses Aufladung

Answer 34

*Der Atkinson-Prozess* dient als Vergleichsprozess für Motoren mit verlängerter Expansion . *Der Miller-Prozess* dient als Vergleichsprozess für Motoren mit Zwischenkühlung bei der Verdichtung und verlängerter Expansion l

Answer 35

Mit steigender Last erhöht sich der Anteil der Nutzleistung wobei die absoluten Reibungsverluste nur geringfügig (aufgrund der steigenden Gaskräfte) ansteigen. Der prozentuale Anteil der Reibungsverluste sinkt demnach.

Answer 36

Der Zündzeitpunkt muss in Richtung spät verstellt werden, um den Spitzendruck abzusenken. Durch den späteren Verbrennungsschwerpunkt sinkt der Spitzendruck und die Spitzentemperatur der Verbrennung, was die Klopfneigung des Gemisches reduziert.

Answer 37

Vorteile: Höhere theoretische Zellspannung Schnellere/verbesserte Diffusion / Höhere Konzentrations-/Partialdruckdifferenz Flachere/Langsamer abfallende IU-Kennlinie / Höhere Arbeitsspannung Höhere Temperaturen möglich (durch höheren Siedepunkt) Nachteile: Steigende Systemkomplexität Elektrischer Eigenbedarf des Verdichters Verunreinigung der Zuluft durch Schmiermittel aus Lager des Verdichters möglich

Answer 38

*Hystereseverluste* : *Neuausrichtung der inneren Elementarmagnete* verläuft ungleich mit positiver und negativer Magnetisierung, was zu einer Hysterese führt. Maßnahme: *Minimierung durch Materialwahl* (weichmagnetischer Werkstoff) *Wirbelstromverluste* : Die Änderung des magnetischen Flusses induziert eine Spannung im Elektroblech. Der dadurch verursachte *Wirbelstrom verursacht ohm’sche Verluste*. 0,l5 Maßnahme: *Blechung des Eisenkerns*

Answer 39

a) Betrieb im Feldschwächebereich b) Betrieb im Grunddrehzahlbereich c) Stromzeiger d) Drehmoment e) verketteter magnetischer Fluss

Answer 40

pme pme = pmi - pmr ! Die abgegebene Leistung des Motors ist null, da der indizierte Mitteldruck dem Reibmitteldruck entspricht

Answer 41

NOx HC CO --\> Diesmotoren werden mit Lambda \> 1 betrieben

Answer 42

Der Luftaufwand ist ein Maß für die dem Motor zugeführte Frischladung, wogegen der Liefergrad ein Maß für die im Zylinder nach Abschluss des Ladungswechsels verbleibende Frischladung ist La = Mg / Mth Lt = Mz/Mth

Answer 43

λ≈1,1 --\> hohe Temperaturen und ausreichend Sauerstoff im Brennraum

Answer 44

pAbg↑ mit Beladungsgrad --\> schlechterer Ladungswechsel, mehr Restgas, schlechtere Füllung --\> schlechterer Wirkungsgrad des Motors

Answer 45

Qualitätsregelung: Dieselmotor Quantitätsregelung: Ottomotor --\> konstant beim Ottomotor

Answer 46

Entdrosselung

Answer 47

Zur Vermeidung / Verringerung des Dieselschlags (dp/dα ↓)

Answer 48

 Höheres Luftverhältnis und damit bessere Stoffwerte  Höheres Verdichtungsverhältnis (keine Klopfbegrenzung)  Geringere Ladungswechselverluste durch innere Gemischbildung  Steilere Umsatzrate

Answer 49

Begrenzung der Brennstoffzufuhr und damit des Mitteldrucks durch die Rußgrenze  Begrenzung der Volllastdrehzahl durch den Zeitbedarf von Gemischbildung, Zündung und Verbrennung.

Answer 50

Gemisch(λ-) Einstellung (bis hin zum Magerkonzept)  Abgasrückführung  Brennraumform, Ladungsbewegung  Zündung (Zündzeitpunkt und Zündsystem)

Answer 51

*Beschleunigungsklopfen Hochdrehzahl- oder Hochgeschwindigkeitsklopfen*  Hoher Druck und hohe Temperatur im unverbrannten Gemischrest  Annäherung an das stöchiometrische Luftverhältnis (λ=1)  Hoher Restgasanteil (heißes Restgas aus vorheriger Verbrennung)  Inhomogenitäten in der Restgas- und Kraftstoffverteilung  Langsamer Prozessablauf (da lange Vorreaktionszeit im Restgemisch)  Niedrige Oktanzahlen ROZ des Brennstoffes

Answer 52

Downsizing: kleinerer Motor VH mit hoher spezifischer Leistung pme Verbrauchsminderung durch Betriebspunktverschiebung zu höheren Lasten, dadurch Betrieb des Motors in Kennfeldbereichen mit besseren spezifischen Verbräuchen (quasi - Entdrosselung). Die Reduktion des Hubvolumens VH sorgt in der Regel zusätzlich für eine Absenkung der Reibungsverluste pmr.

Answer 53

Sie halten einen neuen Keramik-Monolithen gegen das Licht und stellen fest, dass Sie nicht durch die Kanäle hindurch sehen können. Welches Bauteil zur Abgasnachbehandlung liegt hier vor? Es handelt sich um einen Diesel Partikel Filter (DPF)

Answer 54

Was versteht man unter fettem und magerem Gemisch? Fettes Gemisch: λ \< 1 (Luftmangel); Mageres Gemisch: λ \> 1 (Luftüberschuss

Answer 55

Der Zündverzug ist in der Praxis die Zeit, die zwischen dem Einspritzbeginn und dem ersten durch die Verbrennung bedingten messbaren Druckanstieg liegt.

Answer 56

Kohlenmonoxid entsteht durch die unvollständige Verbrennung des Kohlenstoffes bei Sauerstoffmangel (Fettbereich oder λ \< 1,0), während sich beim Vorhandensein von genügend Sauerstoff die Verbrennung bis zur Umwandlung in CO2 fortsetzt, bei λ \> 1,0 geht der CO-Anteil drastisch zurück.

Answer 57

Durch die Verdampfung des Kraftstoffs im Brennraum wird der Umgebung Verdampfungswärme entzogen was zu einer stärkeren Innenkühlung führt.

Answer 58

 Kammerbrennverfahren (indirekte Einspritzung)  Direkte Einspritzung

Answer 59

 *Otto Oktanzahl*: Maß für Klopffestigkeit; gibt an, wie viel Volumenprozent Iso-Oktan eine Mischung aus Iso-Oktan und n-Heptan enthält, die dieselbe Klopffestigkeit wie der zu prüfende Kraftstoff besitzt.  *Diesel Centanzahl*: Maß für Zündwilligkeit; gibt an, wie viel Volumenprozent Cetan eine Mischung aus Cetan und α-Methylnaphtalin enthält, die in einem Prüfmotor dieselbe Zündverzugszeit wie der zu prüfende Dieselkraftstoff aufweist

Answer 60

 Nahezu beliebige Einspritzverläufe darstellbar. Einspritzdruck, Einspritzdauer und Einspritzzeitpunkt sind in weiten Bereichen nahezu betriebspunktunabhängig einstellbar.  Durch die Verwendung von Magnetventilen bzw. Piezoinjektoren besteht die Möglichkeit der Verwendung von Mehrfacheinspritzungen (Vor- bzw. Nacheinspritzung)  Im Gegensatz zu den nockengetriebenen Einspritzsystemen muss die Antriebsdrehzahl der Hochdruckpumpe wegen der Entkopplung von Druckerzeugung und Steuerfunktionen beim Common-Rail-System nicht starr an die Motordrehzahl gekoppelt sein. Dadurch können auch schon bei geringerer Motordrehzahl höhere Einspritzdrücke realisiert werden, die eine bessere Gemischaufbereitung und damit ein verbessertes Emissionsverhalten bewirken.

Answer 61

 Drosselklappenstellung = const.  Motordrehzahl = const

Answer 62

 Brennraumform  Einlasskanalgeometrie  Ladungsbewegung im Brennraum  Mittlere Kolbengeschwindigkeit  Luftverhältnis  Restgasgehalt

Answer 63

Ruß entsteht bei der Verbrennung unter extremem Luftmangel und hohen Temperaturen

Answer 64

 Aufwändige λ-Regelung 0.99 \< λ \< 1.003.  Energieschwelle der λ-Sonde muss überschritten sein (ca. 300°C).  Der Katalysator muss auf Betriebstemperatur sein (ca. 200°C).

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