Verdichtung

Verdichtung

In einem Ottomotor verdichtet oder komprimiert der Kolben bei seiner Aufwärtsbewegung die im Zylinder angesaugte Gasmenge, bevor sie von der Zündkerze entfammt wird.

In einem Ottomotor verdichtet oder komprimiert der Kolben bei seiner Aufwärtsbewegung die im Zylinder angesaugte Gasmenge, bevor sie von der Zündkerze entfammt wird. Die dabei stattfindende Volumenverkleinerung des Gases vom ursprünlichen Volumen auf ein kleines Restvolumen (Brennraumvolumen) beschreibt das Verdichtungsverhältnis. Es ergibt sich aus dem Verhältnis von ursprünglichen Volumen (Hubraum plus Brennraumvolumen) zu Brennraumvolumen, oder einfacher ausgedrückt, wie oft das Brennvolumen in das ursprüngliche Volumen paßt:


Verdichtungsverhältnis = (Vc + Vh ) : Vc
Vh = Hubraum in cm³ (siehe auch unter Stichwort: Hubraum)
Vc = Brennraumvolumen in cm³


Beispiel: Ein Motor mit einem Hubraum von 250 cm³ und einem Brennraumvolumen von 29 cm³ verfügt über ein Verdichtungsverhältnis von 1:9,6.

Dabei handelt es sich allerdings um einen theoretischen Wert. Das effektive Verdichtungsverhältnis ist dagegen abhängig vom Füllungsgrad des Zylinders und von den Steuerzeiten. In der Verdichtungsphase, bei der sich der Kolben bereits nach oben bewegt, sind beim Viertakter die Ventile zum Teil noch geöffnet, beim Zweitakter stehen die Kanäle offen. Deshalb wird beim Zweitakter häufig ein effektives Verdichtungsverhältnis zusätzlich angegeben, dem statt dem Hubraum das Volumen zugrunde liegt, das verbleibt, wenn der Kolben die Oberkante des Auslaßkanals passiert hat.


Das theoretische Verdichtungsverhältnis moderner Viertakt-Ottomotoren liegt in der Regel zwischen 8:1 und 12:1. Bei Viertakt-Dieselmotoren liegt es deutlich höher, etwa bei 20:1. Da sich nach den Gesetzen der Thermodynamik beim Verdichten von Gasen der Druck und die Temperatur erhöht, hat dies beim Diesel zur Folge, daß die Temperatur der im Brennraum komprimierten Luft bis auf 1000 Grad Celsius ansteigt, weshalb sich das Dieselöl von selbst entzündet.


Bei Ottomotoren reicht die Erwärmung des Gasgemischs infolge des Kompressionsvorgangs in der Regel nicht aus, um zur Verbrennung zu führen, bevor die Zündkerze das Gemisch entflammt. Die Temperaturen liegen hier zwischen 400 und 700 Grad. Bei modernen Motoren mit hohem Verdichtungsverhältnis kann es aber trotzdem vorkommen, daß zum Beispiel durch schlechte Benzinqualität Selbstzündungseffekte eintreten - der Motor beginnt zu "klingeln" oder "klopfen" (siehe auch unter Stichwort: klopfende Verbrennung). Als Abhilfe kann zum Beispiel die Verdichtung über eine dickere Zylinderkopf- und Fußdichtung zurückgenommen werden.

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Foto:

Der Kolben verdichtet das Gasgemisch bei seiner Aufwärtsbewegung. Dabei wird es vom ursprünlichen Volumen (Hubraum plus Brennraumvolumen) auf ein kleines Restvolumen (nur Brennraumvolumen) zusammengedrückt.

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