Mitteldruck

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Dieser Artikel befasst sich mit dem Mitteldruck von Hubkolbenmotoren; für den medizinischen Fachbegriff siehe Arterieller Mitteldruck.

Der Mitteldruck p_m ist eine Rechengröße, um den Wirkungsgrad und den Ladungswechsel von Hubkolbenmotoren unabhängig von Hubraum V_{h} oder Größe des Motors zu beurteilen. Vereinfacht kann das Gaspedal im Fahrzeug als Stellglied für den Mitteldruck betrachtet werden.

Man unterscheidet mehrere Mitteldrücke:

  • Der effektive Mitteldruck p_{me} lässt sich errechnen aus dem abgegebenen Drehmoment M bzw. der bei einem Arbeitstakt abgegebenen Arbeit W_e:
p_{me} = \frac{ i \cdot 2 \cdot \pi \cdot M }{V_{h} } = \frac{W_e}{V_h}
(i ist die Anzahl der Umdrehungen pro Arbeitsspiel: 1 bei Zweitaktmotoren, 2 bei Viertaktmotoren)
p_{mi} = \frac{W_i}{V_h}
Bei langsamlaufenden Motoren (Dampfmaschinen) konnte man an das Indikatordiagramm ein schreibendes Messgerät anschließen und den Inhalt der vom Druckverlauf umschriebenen positiven Fläche planimetrieren, um so die Größe der indizierten Arbeit zu ermitteln. Heutzutage werden zur Ermittlung des indizierten Mitteldrucks elektronische Messgeräte verwendet.
  • Der Reibmitteldruck p_{mr} als Differenz der beiden vorgenannten Mitteldrücke, als Maß für alle mechanischen Verluste:
p_{mr} = p_{mi} - p_{me}
Typische Werte für den Mitteldruck
Motorart p_m bis zu... Bemerkung
Serienmotoren Dieselmotor 32 bar bei max. Moment und niedriger Drehzahl
Ottomotor Turbomotor 20 bar
Saugmotor Ventile pro Zylinder 13 bar
Ventile pro Zylinder 11 bar
Rennmotoren Ottomotor Turbomotor Honda F1 (1987) 57 bar
Formel-3-Motor
2,0 l Vierzylinder
mit Kat und Dämpfer
16 bar nur in einem sehr engen Drehzahlbereich
Formel-1-Motor
3,0 l Zehnzylinder
offen
15 bar

Trägt man den effektiven Mitteldruck über dem spezifischen Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von der Luftzahl des Motors auf, so erhält man bei Ottomotoren die Fischhakenkurve.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Technikhomepage.de - Die Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine

Literatur[Bearbeiten]

  • Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Handbuch Verbrennungsmotor Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 3. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2005, ISBN 3-528-23933-6
  • Wolfgang Beitz, K.-H. Küttner (Hrsg.): Taschenbuch für den Maschinenbau/Dubbel 15. Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1983, ISBN 3-540-12418-7