< Menü >       <Verzeichnis>    <Register>    

006                                        

Zündung             < Bio- und Dieselölzündung mit 2 bar>          <Siehe 103>

Die Zuverlässigkeit der Zündung bei niedrigen Drücken, wird von Motoren-Entwicklern   angezweifelt.
Das ist berechtigt, denn aus Erfahrungen des Ottomotors ist bekannt, mit steigender Gemischverdichtung wird zuverlässiger gezündet. Dabei wird kurz vor der Selbstzündung wie im Dieselmotor üblich, mit der Zündkerze gezündet.  
Dabei spielt nicht nur die Kraftstoffanreicherung in Zündfunkennähe eine Rolle, sondern es muß die Kraftstoffchemie mithelfen, damit höher verdichtet werden kann. Dies ist nötig um auf Leistung zu kommen.
Vorübergehend wurde die Zweitaktzündung zu einer  Wissenschaft ausgebaut, denn Spülung und die damit verbundenen Verluste erschwerten die Entwicklung. Reste der Verbrennung wurden zur Abgasrückführung genutzt.
Das Verhältnis von Leistung zum Motorgewicht war imponierend gut. Vom Wirkungsgrad war keine Rede.
Die Effizienz war anfangs auch gleichgültig, und es ist bis heute unbegreiflich geblieben, dass der Zweitaktmotor der mit einer Kraftstoffverschwendung bis zu 98% beispielsweise als Rennmotor betrieben wird als Fortschritt im Motorenbau bezeichnet wird. 
Beim Dieselmotor blieben mehrere Probleme weiter bestehen, die erst jetzt durch den steigenden Verkehr als Problem erkannt werden. Tröpfchenbildung nach der Druckzerstäubung sind eines der wesentlichen Ursachen.
Beim Zweitaktmotor zählte nur die Leistung, solange  vorzuweisen war, dass diese besser als beim Viertaktmotor war, war die Kritik still.
So kommt es, dass das Zweitaktsystem -oft in den Diskussionen - erschien, - um dem Eintaktsystem aus Unkenntnis unterstellt zu werden.
Es schien unbegreiflich, dass die  Eintakt- Zündung als Spätzündung Erfolg haben konnte, zumal alle Prozeßvorgänge so gut wie gleichzeitig ablaufen. Das löste die ersten Bedenken aus. Die Gemisch-Ladeportion wird zwar vor dem Laden sehr niedrig auf 2 - 5 bar verdichtet und es wird erwartet, dass bei 2 bar, aber auch bei 5 bar zuverlässig gezündet wird.
Mit steigender Zylindertemperatur wird leichter gezündet, d.h. mit 500C leichter wie mit 200°C und mit 800°C leichter als mit 500°C.  
Geht man davon aus dass eine bestimmte Frischluftmenge, ob hoch verdichtet oder unverdichtet über den gleichen Reinsauerstoffanteil von ca.20% verfügt, so zeigen Versuche, dass unter bestimmten Bedingungen, es selbst bei hohen Wandtemperaturen im Zylinder bei 2 und 5 bar nicht zu einer  zuverlässigen Zündung kommt, das ist bekannt.
Selbst Zündungen bei Wandtemperaturen von 800°C (Glührohr)  stellten sind nicht als ganz zuverlässig heraus.Erst in Verbindung mit hoher Verdichtung klappt dann  die Zündung.
Die antiquierte Grührohrzündung mit hoher Gemisch- Verdichtung, wird gerne als Argumentation gegen die Eintakt- Niederdruckzündung benutzt.
So entsteht bei der Eintaktzündung ein Erklärungsdefizit, denn erfahrungsgemäß ist nicht einzusehen, warum im Eintaktmotor an der glühenden Zylinderwand andere Voraussetzungen herrschen sollen als bei der Glührohrzündung ?  <Kleine Gemischmengen>
Man erreicht die erforderliche  hohe  Zündsicherheit bei der Eintaktzündung aber durch folgende Maßnahmen:

1.   Der Zylinderhub und damit die Gemischportionen  werden auf 1/8 verkleinert

2.   Die verkleinerten Gemischportionen werden mechanisch aufbereitet, vorgewärmt  und in einem  Zwischenspeicher unter Druck zwischen 2 und 5 bar auf Abruf gespeichert. Bei der Direktladung wird  über Blattfeder Rückschlagventile geladen.
                                                                                                                                            
3.   Das Gemisch wird in den glühenden Explosionsverbrennungsraum durch vier relativ große gegenüberliegenden Ladekanäle mit 2 bis 5 bar geladen.

4.   Die Gemischsäulen prallen  mit Überschallgeschwindigkeit aufeinander.

7.   Die entstehende Verwirbelung  ist eine optimale Homogenisierung,   so die durch Reibung der Gemischmoleküle entstandene Wärme begünstigen die Zündung.

8.    Durch katalytische Einwirkungen <Zündnester>   kann es zur Selbstzündung kommen, wenn man auf der Gegenseite  des Ladekanals hell glühende Zündnester aus katalytischen Metallgewebe anbringt.

9. Sicher wird die Zündung aber erst durch Dauerzündkerzen hoher Leistung, wobei Ladezeitpunkt  gleich Zündzeitpunkt ist Die Zündverzögerung von ca. 1/1000 Sek. reicht aus den Ladekanal zu schließen. Das Schließen Durch Blatt-Ventilfedern ist immer der sichere Weg..

Durch Spätzündung und ohne Totpunkte ist kein  Klopfen zu befürchten. Trotz den Explosionen kann auf eine komplizierte Zündsteuerung verzichtet werden, das übernimmt der Bypass.

Soll der Motor mit sehr hohen   Drehzahlen betrieben werden, ist dies auch möglich, wenn die Segmentzylinder und Drehkolben als eine wärmeisolierte Heißzelle ausgebildet werden.
Dann kann Zusätzlich mit einer  rekuperative Vorwärmung der verdichteten Luft gearbeitet werden.
Heiße verdichtete Luft läßt höhere Drehzahlen zu, bedeutet aber in diesem Falle, dass kleinere Gemischportionen und damit eine beschleunigte Explosionsverbrennung möglich werden.
Der entsprechend hohe Druck, der durch die hohe Drehzahl zustandekommt begünstigt die Ladung so dass Wirkungsgrad und Leistung höher werden.
In diesem Zusammenhang interessieren sicher die Explosionsgrenzen, die Zündtemperatur und der Explosionsdruck.

         Daten zu einigen brennbaren Flüssigkeiten und Gasen bei 1 bar

Explosionsgrenzen

Zünd-
Temperatur °C

Explosionsdruck

untere %

obere %

bei  1bar

Methan 4,4 16,5 595 8,1 bar
Propan 1,7 10,9 470 9,4 bar
Acetylen 2,2 78,0 305 11,1 bar
Benzol 1,2 8,0 300 9,8 bar
Wasserstoff 4,1 77,0 560 8,3 bar
Kohlenmonoxid 11,0 77,0 605 8,2 bar
Ottokraftstoff 0,6 8,0 300 10 bar
Benzin 1,4 7,0 480 - 550 10 - 15 bar
Dieselkraftstoff 4 - 7 13 - 17 ? 8,5 bar*
Erdgas - - - -

                    *   8,5 bar entspricht ca.dem Mitteldruck im Dieselmotor. Verdichtung und Expansion heben   sich demnach auf. Abzüglich der Kühlverluste, bleiben trotz hoher Verdichtung nur 8,5 bar für die Arbeit übrig. 

Die Eintakt- Explosionsverbrennung läuft ab der Zündung ungebremst ohne Rücksicht auf Klopfen mit der höchstmöglich erreichbaren Temperatur, ohne Wärme zu verlieren, ab.

                        Explosionen werden nach dem < Platzpatronenprinzip > gepuffert

                              ________________________________________________________________________