Mitteldruck?

Großes Thema:

Es gibt den inneren, effektiven Mitteldruck sowie den Reibmitteldruck.

Kurz umschrieben:

Der innere Mitteldruck ist äqulivalent zu der auf den Kolben wirkenden spezifi. Arbeit. Er wird aus Zylinderdruckverlauf und dem Hubvolumen bestimmt. Aus dem p-V-Diagramm kann der indizierte Mitteldruck durch planimetrieren (Ausmessen Flächeninhalt) bestimmt werden. Wird die von der Kurve eingeschlossene Fläche im Uhrzeigersinn umfahren, so ergibt sich ein positiver, wird sie gegen durchfahren, ein negativer innerer Mitteldruck. Man kann daher zwischen einem inneren Mitteldruck des Hochdruckteils und einem inneren Mitteldruck der Gaswechselschleife unterscheiden. Die Summe der beiden Anteile ergibt den innen Mitteldruck des Motors. Der innere Mitteldruck der Gaswechselschleife setzt sich zusammen aus Ansaug- und Ausschiebearbeit und kann daher als Maß für die Qualität des Gaswechsels angesehen werden. Bei Saugmotoren ist der inn. MD d. Gaswechselschleife negativ (Verlustarbeit), bei aufgeladenen Motoren meist positiv.

Der effektive Mitteldruck läßt sich aus dem Drehmonent des Motors bestimmen.

Beispiele: [bar]

Motorradmotor: 12
F1-Motor : 16
PKW-Otto mit Aufl. : 17
" ohne Aufl : 13
PKW-Diesel mit Aufl.: 20
LKW-Diesel mit Aufl. : 22
Größere Dieselschnellläufer: 30


Der Reibmitteldruck ist die Differenz aus innerem und effektivem Mitteldruck. Nach SAE ist er die Verlustleistung aus mechanischer Reibung des Triebwerks und Pumpverlusten im Kurbelgehäuse.

Aus Handbuch Verbrennungsmotor, vieweg verlag S.20ff

 

Hallo Leute!
Julian hat den Begriff ja wirklich schon sehr schön und ausführlich definiert.
Ich wollte nochmals einen weniger ausführlichen und vielleicht einfacheren Erklärungsansatz versuchen.

Misst man den Vollast-Druckverlauf eines Zylinders während eines kompletten Arbeitsspieles (also über zwei Kurbelwellenumdrehungen = 4 Takte) bei Nenndrehzahl, so ergibt eine arithmetische Mittelwertbildung über dieses Drehwinkelintervall den Mitteldruck des Motors.

Ein Mitteldruck von z.B. 15 bar mag ja wenig erscheinen, Du musst aber bedenken, dass der höchste auftretende Verbrennungsdruck, der z.B. bei 150 bar liegen kann, nur für einen winzigen Bruchteil des Zeit- bzw. Drehwinkelintervalls anliegt und der Druck im Zylinder durch die Expansion wieder sehr schnell sinkt. Während des Saughubes liegt (beim Saugmotor) sogar leichter Unterdruck im Zylinder an, und das fast während eines ganzen Taktes!

Mathematisch formuliert wird nichts anderes gemacht, als das Integral des Druckes über der Zeit bzw. über dem Kurbelwinkel zu bilden und dessen Wert durch das Zeit/Kurbelwinkelintervall zu dividieren (=Mittelwertbildung).

Anschaulich heißt das, dass Du die Fläche der Gaswechselschleife (Vorzeichen der Teilflächen beachten) im p-V-Diagramm bestimmst und anschließend die Höhe eines Rechtecks berechnest, dessen eine Seite durch das Kurbelwinkelintervall von 720° festgelegt ist.

Alles klar?

Gruß
Alex

 

Hallo !
Vor langer Zeit, als die meisten von Euch noch gar nicht lesen konnten, gab's mal den
Mittelklassewagen Audi 75, der eine Zeit lang mit "Mitteldruckmotor" angepriesen wurde. Ich glaube, die Verdichtung war ungewöhnlich hoch. Das Motorenkonzept verschwand dann ziemlich bald wieder.
Was das wohl war damals ?

Grüße, Klaus