Was ist verdichtungsverhältnis?

Verdichtungsverhältnis

Das Verdichtungsverhältnis ist ein wichtiges Konstruktionsmerkmal von Verbrennungsmotoren (Otto- und Dieselmotoren). Es ist definiert als das Verhältnis des Volumens des Zylinders, wenn sich der Kolben am unteren Totpunkt (UT) befindet, zum Volumen des Zylinders, wenn sich der Kolben am oberen Totpunkt (OT) befindet.

• Formel: Verdichtungsverhältnis (ε) = (Volumen am UT + Brennraumvolumen) / Brennraumvolumen

• Auswirkung: Ein höheres Verdichtungsverhältnis führt in der Regel zu einem höheren thermodynamischen Wirkungsgrad, was zu einer besseren Kraftstoffeffizienz und mehr Leistung führt. Dies liegt daran, dass eine stärkere Verdichtung zu einer höheren Verbrennungstemperatur und einem höheren Verbrennungsdruck führt.

• Otto- und Dieselmotoren: Das Verdichtungsverhältnis ist ein entscheidender Unterschied zwischen Otto- und Dieselmotoren. Dieselmotoren haben typischerweise viel höhere Verdichtungsverhältnisse (14:1 bis 25:1) als Ottomotoren (8:1 bis 12:1). Dies ist notwendig, da Dieselmotoren die Luft so stark verdichten, dass sie sich durch die Verdichtungswärme selbst entzündet. Ottomotoren benötigen hingegen eine Zündung durch einen Zündfunken.

• Klopfende Verbrennung: Bei Ottomotoren kann ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu klopfen (auch bekannt als Motorklopfen oder Klingeln) führen, einer unkontrollierten Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, die den Motor beschädigen kann. Daher ist die Wahl des Verdichtungsverhältnisses auch von der Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs abhängig.

• Anwendung: Das Verdichtungsverhältnis wird bei Motordesign und Tuning berücksichtigt, um die Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit des Motors zu optimieren. Änderungen am Verdichtungsverhältnis können durch verschiedene Modifikationen erreicht werden, wie z.B. durch den Austausch von Kolben, Zylinderköpfen oder die Verwendung von dünneren oder dickeren Zylinderkopfdichtungen.