Die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades von Ottomotoren durch Erhoehung des Expansionsverhaeltnisses ist begrenzt durch das Auftreten von klopfender Verbrennung und daraus resultierenden Schaeden an Kolben und anderen Brennraumteilen. Im Motorenversuch der Karl Schmidt GmbH, Neckarsulm, wurde die Kolbenbelastung im Klopfbetrieb untersucht mit dem Ziel, die dominierenden Beanspruchungen in der Oberflaeche zu finden und Schutzschichten zu erproben, die dem Betrieb mit klopfender Verbrennung standhalten. Aus der Analyse des Druckverlaufes aller Einzelzylinder des Vierzylinder-Versuchsmotors (VH = 1,05 dm3, epsilon = 12:1) wurden als Mass fuer die Brennraumbelastung Klopfamplitudenhaeufigkeitsverteilungen ermittelt. Die Klopfstaerke wurde durch schrittweise Verstellung des Zuendzeitpunktes bis zu einem kritischen Zuendwinkel erhoeht, bei dem nach wenigen Sekunden Laufzeit ein Schaden auftrat. Die Versuche wurden unter Vollast im Drehzahlband zwischen 1000 1/min und 6000 1/min durchgefuehrt. Die Kolbentemperatur wurde in der Naehe des Klopfschadens mit einem Messwiderstand ueberwacht und beruehrungsfrei nach aussen uebertragen. Die Versuche zeigen, dass die Entstehung der typischen erosionsaehnlichen Oberflaechenschaedigungen nicht an einen wesentlichen Temperaturanstieg im Kolben gebunden ist. Duenne Schichten aus Eisen oder Nickel, die den Kolbenboden und den Feuersteg bis zur ersten Ringnut mit einer dichten Schutzschicht umschliessen, verhindern die Oberflaechenzerruettung bei heftigem Dauerklopfen.
Kolbenbeanspruchung bei klopfender Verbrennung
The piston loading caused by engine knock
Motortechnische Zeitschrift ; 44 , 9 ; 355-1982
1983
7 Seiten, 10 Bilder, 2 Tabellen, 13 Quellen
Article (Journal)
German
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