Warum rußt ein Diesel, obwohl er selbst bei Vollgas mager läuft (Luftüberschuss)?
Warum rußt ein Diesel, obwohl er selbst bei Vollgas mager läuft (Luftüberschuss)?
Theoretisch müsste der Diesel bei Luftüberschuss vollständig verbrennen oder?
4 Antworten
Warum rußt ein Diesel, obwohl er selbst bei Vollgas mager läuft (Luftüberschuss)?
Beim Dieselmotor hat man das Problem der "lokalen Überfettung". Der Lambdawert (beim Diesel bis zu ca. 1,3 bei Volllast, also in der Tat immer noch mager) gibt ja nur die Gesamtrelation von Kraftstoff und Luft an, nicht jedoch dessen Verteilung. Nun bilden sich beim Dieselmotor um die Einspritzdüse herum gerade bei Volllast sehr fette Zonen, und der Zeitmangel trägt sein Übriges dazu bei, dass das auch nicht mehr verdampfen kann. Dazu kommt: Dieselkraftstoff enthält mehr Kohlenstoffatome als Ottokraftstoff, das forciert die Rußbildung zusätzlich. Aus diesem Grund kommen Dieselmotoren seit spätestens Euro 5 ohne einen geschlossenen Rußfilter nicht mehr aus, während es selbst aktuell (Euro 6d) noch Ottomotoren gänzlich ohne Rußfilter gibt, obwohl diese bei Volllast etwas fetter, und bei geringeren Lasten sogar erheblich fetter betrieben werden.
Hallo
- es gibt noch keine perfekte Einspritzung sobald es Dieseltröpchen also Anballungen in Molekulargrösse gibt ergibt dies einen Russkern (Feinstaub) egal wieviel Luftüberschuss auf Molekularebene müssen alle Kraftstoffmoleküle an Sauerstoff andocken und dann perfekt seriel durchzünden/abrennen
- Automotoren laufen in unterschiedlichen Lastzuständen zu unterschiedlichen Temperaturen in unterschiedlichen Drehzahlen da ist die Leistungsregelung extrem komplex es gibt ja schon einige Methoden zur restlosen Verbrennung nur nicht für PKW Diesel aber in langsamlaufenden 2 Takt Grossmotoren also Stationärmotore oder auch in Schiffen. Das Problem dort ist das diese Motoren meist mit Diesel angelassen werden und im Warmzustand mit Schweröl fahren.
Russfreie Dieselverbrennung ist bei schnellaufenden Diesel technisch machbar aber zu teuer und hat zu wenig nutzbare Leistungsbandbreite für die heute mit 80-100PS Literleistungen verwöhnte Dieselkundschaft. Da geht es zurück auf Bereiche um 25PS/L also Fahrleistungen wie eine Mercedes 180D Wanderdünne. 0-100 im Minutenbereich. Es gibt dann noch die Plasmazündtechnik aber das ist dann schon Disotto
Euro 6 Technik verbraucht ja in etwa 20-30% mehr wegen der Abgasreinigungskette dahinter und ist auf Disotto oder Miller Cycle Benziner Niveau. Benziner in Orbitaltechnik sind zb deutlich effektiver als aktuelle Diesel und dabei leichter, kompakter und mit wenig Stickoxidproblemen
Theoretisch müsste der Diesel bei Luftüberschuss vollständig verbrennen oder?
Nein. Hast du in der Schule mal die Aussage gehört, dass nur Gase aber keine Feststoffe und Flüssigkeiten brennen können? Und ist dir mal aufgefallen, dass Dieselmotoren Direkteinspritzer sind, also Flüssigkeit in den Brennraum spritzen?
Wenn dir jetzt was komisch vorkommt, hast du schon die Hälfte der Antwort selbst erarbeitet.
In der Zeit zwischen Einspritzung und Verbrennung haben die Tröpfen nur Zeit teilweise zu verdampfen. Der gasförmige Teil ist der der verbrennt. Der flüssige Kern dagegen bleibt als kleines Rußpartikelchen über.
Dazu kommt noch ein weiterer Effekt, nämlich der örtliche Sauerstoffentzug. Wenn ein Tröpfchen in seiner Gaswolke verbrennt, entzieht diese so schlagartig ihrer Umgebung den Sauerstoff, dass nicht schnell genug Sauerstoff nachfließen kann.
Der unverbrannte Teil wird dann ausgestoßen und sammelt sich im Partikelfilter. Irgendwann wenn die Temperaturen so warm sind, verbrennen diese dann.
Weil der Kraftstoff nicht komplett verdampft, sondern feine Tröpfchen übrig bleiben. Und der Kraftstoff im Tröpfchen verbrennt deutlich schlechter. Die Tröpfchengröße hat damit auch einen direkten Einfluss auf die Größe der Rußpartikel.