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1. Fahrzeugdiagnostiker N2, Grundlagen Dieselmotor



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Was wird durch die Qualität der Gemischbildung im Dieselmotor beeinflusst?

  • Motorleistung
  • Kraftstoffverbrauch
  • Agaszusammensetzung
  • Verbrennungsgeräusch

In welchem Drehzahlbereich kann der Motor mit weniger als 195 g/kWh betrieben werden?

1000 - 1500 1/min

Was entsteht bei der Verbrennung von Diesel (CH4 + O2 + O2)?

CO2 + H2O und H2O

Viertakt Dieselmotor 6 Zylinder Nutzleistung: 310 kW bei einer Drehzahl von 1900/min, Spezifischer Kraftstoffverbrauch: 199 g/kWh, Kraftstoffdichte: 0,85 Kg/dm3.

Berechnen Sie: die Fördermenge in ml bei einem Einspritzhub?

Viertakt Dieselmotor 6 Zylinder Nutzleistung: 310 kW bei einer Drehzahl von 1900/min, Spezifischer Kraftstoffverbrauch: 199 g/kWh, Kraftstoffdichte: 0,85 Kg/dm3 Berechnen Sie: die Fördermenge in ml bei einem Einspritzhub?

         1000 x Peff x beff                 1000 x 310 kW x 199 g/kWh
VE = ------------------------- =  ---------------------------------------------- = 212.21 mm3  = 0.212 ml
             60 x n x p x z            60 x 950 1/min x 0,85 kg/dmx 6

Nennen Sie zwei mögliche Ursachen bei zu grossem Zündverzug!

- Kalter Motor dadurch Wärmeverlust

- Zu frühe Einspritzung

- Schlechte Treibstoffqualität (niedrige Cetanzahl)

- Schlechte Zerstäubung

Der Zylinderhubraum Vh eines V 10 Zylinder Dieselmotors beträgt 1826,3 cm3 , der Zylinderdurchmesser d ist 128 mm und das Verdichtungsverhältnis beträgt 16:1. Berechnen Sie:
a) den Kolbenhub s in mm
b) den Gesamthubraum VH in Liter
c) den Verdichtungsraum Vc in cm3

Der Zylinderhubraum Vh eines V 10 Zylinder Dieselmotors beträgt 1826,3 cm3 , der Zylinderdurchmesser d ist 128 mm und das Verdichtungsverhältnis beträgt 16:1.

          4 x Vh        4 x 1826.3 cm3       
a) s = ---------- = ---------------------- = 14,91 cm = 149,1 mm
           ¶ x d2        ¶ x (12,8cm)2


b) VH = Vh x z = 1826,3 cm3 x 10 = 18263 cm= 18,263 l

             Vh         1826,3 cm3    
c) V= -------- = ------------------ = 121,7 cm3
            E - 1          16 - 1

Viertakt Dieselmotor 6 Zylinder Verbrauch: 38 l Kraftstoff in einer Stunde Kraftstoffdichte: 0,85 Kg/dm3 Nutzleistung: 180kW

Berechnen Sie: den spezifischen Kraftstoffverbrauch

Viertakt Dieselmotor 6 Zylinder Verbrauch: 38 l Kraftstoff in einer Stunde Kraftstoffdichte: 0,85 Kg/dm3 Nutzleistung: 180kW Berechnen Sie: den spezifischen Kraftstoffverbrauch

m= V x p = 38 l/h x 0,85 kg/l = 32,3 kg

          1000 x mK        1000 x 32,3 kg
beff = ----------------- = ----------------------- = 179,44 g/kWh
                 Peff                 180 kW

Der Verbrennungsvorgang hängt entscheidend von der Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ab. Nennen Sie 4 Faktoren welche durch die Qualität der Gemischbildung beeinflusst werden:

- Motorleistung

- Kraftstoffverbrauch

- Abgaszusammensetzung

- Verbrennungsgeräusch

Was ist der Nutzen der Nacheinspritzung?

  • Reduktion der Russpartikel Emission bei EGR Betrieb
  • Anheben der Abgastemperatur Regeneration eines Partikelfilters

Wie sind die folgenden Kennwerte einer normalen Verbrennung?

  • Kompressionsdruck / Verdichtungsenddruck
  • Verdichtungstemperatur
  • Einspritzbeginn frühestens
  • Einspritzbeginn spätestens
  • Einspritzdruck
  • Zündverzug bis
  • Flammenausbreitung
  • Verbrennungsdauer
  • Verbrennungshöchstdruck
  • Verbrennungshöchsttemperatur
  • Verdichtungsverhältnis
  • Abgastemperatur
  • Kompressionsdruck / Verdichtungsenddruck     18 bis 55 bar
  • Verdichtungstemperatur                                     600° bis 900°C
  • Einspritzbeginn frühestens                                 15° bis 30° vor OT
  • Einspritzbeginn spätestens                                 5° bis 10° nach OT
  • Einspritzdruck                                                      350 bis ca. 2500 bar
  • Zündverzug bis                                                    bis 0.001 s
  • Flammenausbreitung                                           20 bis 40 m/s
  • Verbrennungsdauer                                             75° bis 85° KW
  • Verbrennungshöchstdruck                                   60 bis 140 bar
  • Verbrennungshöchsttemperatur                           2000°C bis 2500°C
  • Verdichtungsverhältnis                                         14 bis 27 : 1
  • Abgastemperatur                                                  550° bis 750°C

Beschreiben Sie, wie eine klopfende Verbrennung (Nageln) zu Stande kommt!

Eingespritzter Kraftstoff  sammelt sich an und verbrennt nach zu grossem Zündverzug, nach geraumer Zeit schlagartig. Das Klopfen tritt zu Beginn der Verbrennung auf.

Was wird unternommen um die Ladelufttemperatur zu senken?

Es wird weniger Diesel eingespritzt.

Was verstehen Sie unter Zündverzug?

Es handelt sich um den Zeitraum zwischen Einspritzbeginn und Verbrennungsbeginn. (bei Nennleistung ca. 100 µs, bei Kaltstart bis zu 1000 µs)

Die Zeit ist abhängig von:

  • Zylindertemperatur
  • Zylinderdruck
  • Zündfähigkeit des Kraftstoffes (Cetanzahl = Zündwilligkeit)

Was ist der Vorteil von modernen Einspritzverfahren?

Die Einspritzung kann bedarfsorientiert moduliert werden. Es entsteht eine höhere Motorleistung, weniger Abgasemissionen und weniger Geräusche.

Was verstehen Sie unter Zündverzug?

Zündverzug ist die Zeitspanne vom Austritt des ersten Kraftstoffteilchens, aus der Düsenöffnung, bis zu seinem Brennbeginn.

Was könnte geschehen, wenn der Zündverzug unter 1 ms liegt?

Der Treibstoff könnte schlagartig verbrennen, was zu hohen Drücken im Brennraum führt. Es wäre ein nagelndes Verbrennungsgeräusch wahrzunehmen.

Ursachen sind:

  • Kalter Motor
  • zu frühe Einspritzung
  • schlechte Treibstoffqualität (niedrige Cetanzahl)
  • schlechte Zerstäubung

Was sind die Vorteile einer Vor- oder Piloteinspritzung?

  • Geringere Verbrennungsgeräusche
  • Verminderung der NOx-Emissionen
  • Geringerer Zündverzug der Haupteinspritzung

Welche Aussage, respektive Abstimmung kann über das Verbrauchs-/Drehzahldiagramm gemacht werden?

Das Diagramm zeigt den Verbrauchsverlauf an Kraftstoff in Bezug zur Drehzahl. Es lässt sich daraus sagen, bei welcher Drehzahl der Motor am sparsamsten ist. Respektive in welcher Drehzahl er am wirtschaftlichsten betrieben wird. 

(Achsen sollten entsprechend abgestimmt werden)

Bestimmen Sie den Drehzahlbereich bei einem spezifischen Treibstoffverbrauch ≤ 200 g/kWh, wenn die Leistung von 125 kW auf 175 kW ansteigt!

1130 - 1560 1/min

Wie hoch ist der maximal zulässige Schwefelgehalt von Dieselkraftstoff (Euro 6)?

10 ppm

Bestimmen Sie den maximalen Mitteldruck bei einer Leistung von 125 kW und einem spezifischen Treibstoffverbrauch von 205 g/kWh!

12,8 bar

Bestimmen Sie den spezifischen Treibstoffverbrauch bei einer Drehzahl von 1200 1/min und einer Leistungsabgabe von 200 kW!

200 g/kWh

600°C bis 900°C

Wie arbeiten Dieselmotoren in Bezug auf die Gemischbildung?

Innere Gemischbildung und Luftüberschuss (Volllast Lamda 1,15 - 2,0, Leerlauf Lamda 10 - 18)

Welche Cetanzahl muss gemäss DIN EN 590 der Dieselkraftstoff aufweisen?

≥ 51,0

60 bar bis 160 bar

Wie wird die Gemischbildung und Zündart beim Dieselmotor bezeichnet?

Der Dieselmotor arbeitet mit einer heterogenen inneren Gemischbildung und Selbstzündung.

Ein 8 Zylinder Dieselmotor mit einem Hubraum von 11830cm3 hat die grösste Nutzleistung bei einer Drehzahl von 2500/min. Das Drehmoment beträgt dabei 1220 Nm.
Berechnen Sie:
a) die grösste Nutzleistung in kW
b) die Hubraumleistung in kW/l

Ein 8 Zylinder Dieselmotor mit einem Hubraum von 11830cm3 hat die grösste Nutzleistung bei einer Drehzahl von 2500/min. Das Drehmoment beträgt dabei 1220 Nm. 

          M x n        1220 Nm x 2500 1/min
a) P = -----------  = --------------------------------- =  319 kW
             9550                      9550

              Peff          319 kW
b) PH = -------- = ----------------- = 27 kW/l
               VH        11,831 dm3

In welchem Bereich liegt die Verdichtungsendtemperatur beim Dieselmotor?





Nennen Sie Massnahmen zur Verbesserung der Gemischbildung?

  • Gezielte Luftbewegungen
  • Hohe Einspritzdrücke unter Last bis 2500 bar
  • Düsenkonstruktion verbessern
  • Voreinspritzung zum Aufheizen der angesaugten Luft
  • Kraftstoff oder angesaugte Luft erwärmen (Heizflansch)

Was bewirkt die Voreinspritzung?

Einen flachen Druck- und Temperaturanstieg, womit der Zündverzug, die Verbrennungsgeräusche und die Nox-Emissionen gesenkt werden.

Was ist eine klopfende Verbrennung?

Bei zu kleinem Zündverzug verbrennt der Treibstoff schlagartig und führt zu hohen Drücken im Brennraum. Die hart einsetzende Verbrennung ist durch eine klopfendes Geräusch wahrnehmbar. 

Welches Drehmoment gibt der Motor bei einer Leistung von 160 kW ab?

1675 Nm

Bestimmen Sie den spezifischen Treibstoffverbrauch, wenn der Motor eine Leistung von 180 kW abgibt!

195 g/kWh

Welche Parameter der Dieseleinspritzung beeinflussen die Gemischbildung?

  • Einspritzbeginn
  • Einspritzdauer und Einspritzverlauf
  • Einspritzdruck
  • Anzahl der Düsenlöcher
  • Anzahl der Einspritzungen

Bestimmen Sie aus dem Diagramm folgenden Wert: Wie gross ist das Drehmoment des Motors, wenn die Leistungskurve erstmals den maximalen Wert erreicht?

1630 Nm

In welchem Bereich liegt die Verbrennungshöchstdruck beim Dieselmotor?





Was verändert sich beim Kaltstart bei ca. -20°C bezüglich Dieseleinspritzung und Anlassereingriff?

Der Anlasser ist länger im Eingriff und die Dieseleinspritzung erfolgt später.

Bestimmen Sie die maximale Differenz der Motorleistung bei einem spezifischen Treibstoffverbrauch ≤ 195 g/kWh!

70 kW

Welche Schadstoffe entstehen bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff?

  • Stickoxide (NOx)
  • Feststoffpartikel "Particulate Matter" (PM)
  • Unverbrannter Kohlenwasserstoff (HC)
  • Kohlenmonoxid (CO)
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