1 October 2010, 05:48
kaasie schreef:dan komt de compressieslag
de zuiger word omhoog geduwd en het mengsel samen gedrukt
hoe hoger de druk aan eind van de slag, dus bij BDP, hoe krachtiger de ontbranding van het mengsel en sterker de motor is.
Even de puntjes op de i wat de boekenwijsheid betreft: thermodynamisch hebben we over een Carnot-proces: een medium in een afgesloten systeem dat een opeenvolging ondergaat van samendrukken, energie toevoeren, expanderen, en opnieuw beginnen. In de expansiefase kun je "nuttige arbeid" aan het medium onttrekken. Carnot-processen zijn overal: koelkasten, airconditioners zijn echte gesloten systemen, de Otto, Diesel en Brayton cycli zijn de bekende "standaard lucht processen" (een straalmotor werkt met de Brayton-cyclus). Je kan in een Carnot-proces aantonen dat het rendement omhoog gaat als het verschil tussen de hoogste temperatuur in de cyclus en de omgeving toeneemt, en als de verhouding van de druk na de compressie tot de druk voor de compressie hoger is, ook wel de compressieverhouding genoemd bij motoren.
Een hoge compressieverhouding betekent dus veel power per hoeveelheid brandstof-lucht mengsel. De compressieverhouding alleen zegt niet zoveel, want de cilindervulling (de hoeveelheid mengsel in de cilinder is altijd minder dan het geometrisch volume van de cilinder doordat het in- en uitstromen van het mengsel en de uitlaatgassen een imperfect proces is) is doorslaggevend. Hoe meer je comprimeert, des te hoger de temperatuur van het mengsel aan het eind van de compressieslag. Bij een benzinemotor kan de temperatuur zo hoog oplopen dat de boel vanzelf (ongecontroleerd) ontsteekt (kloppen). Het Dieselproces maakt juist gebruik van zelfontsteking. Het Dieselproces heeft een veel hogere compressie dan benzine en is daardoor inherent efficienter. Bij turbo-motoren is de cilindervulling veel beter dan bij niet-turbo motoren, met als gevolg een hogere eindtemperatuur bij gelijke compressie. Om excessief kloppen te voorkomen hadden turbomotoren vaak een lagere compressie dan atmosferische motoren.
Je kan aantonen dat in theorie de Otto, Diesel en Brayton-cyclus min of meer hetzelfde theoretisch rendement hebben. Praktische beperkingen betekenen dat de Brayton-cyclus het efficientst is, en de Otto cyclus het minst. Straalmotoren (Brayton) zijn extreem efficient door de hoge gemiddelde werktemperatuur en een minimum van mechaniek om de energie om te zetten in beweging.
