2 Interessante neue Downloads in der LPG-Database

Zitat von Admin

Es gibt in der LPG Database zwei neue PDF Dokumente zum Thema Autogas:
...
2. Verbrennungstemperatur von Autogasen und Benzin und ihre Auswirkungen auf die Ventile.
Oder auch "Das Märchen vom Ventile schmieren müssen."

Dieser Text von einem anonymen Autor dünkt mir recht krude...
Das scheint eher ein "besserer Forenbeitrag" von irgentwoher zu sein , den ein fundiert ausgearbeitetes Dokument in der Frage Flash Lube ja oder nein.

Aber" subjektiv interessant" allemal

Immerhin wurde der Phasenübergang bei einem Kraftstoff in flüssiger Form angesprochen.
Aber mich beschleicht der Verdacht, das die Ventilbewegung als Resultat einer Ableitung der Sinusfunktion vom Verfasser so noch nicht eingesehen wurde...

(Harter Schlag... )

two-lane
( Gregor? )

Ich hatte mich dazu schon ausgelassen, den ich habe mal vor Jahren etwas zusammengesucht und schon im de-Forum mal gepostet.

Ich kann das Word doc nicht anfügen, darum mal hier reinkopiert!

Die Verbrennungstemperatur von Gas ist 1925°C , Benzin 1986°C und von Diesel 1948°C.Ansich ist völlig uninteressant! 1900°C würde kein Ventil aushalten. Der Temperaturverlauf nimmt während des Expansionstaktes stark ab. Die Bauteile des Brennraumes sind alle gekühlt, denen tut also die reine Verbrennungstemperatur von 1900°C und mehr nicht weh. Kritisch wird es für die Ventile, speziell Auslaß, exakt dann, wenn sie aufgehen müssen. Dann verlieren sie kurzzeitig den Kontakt zum Zylinderkopf und damit zum Kühlkreislauf. Und ausgerechnet in dem Moment strömt da auch noch Abgas vorbei - unangenehm. Die Ventile nehmen in dieser Zeit eine enorme Wärmemenge auf (da sie sie ja gerade nirgendwohin abgeben können), danach kommt beim Schließen der Ventileinschlag, der ziemlich hart ist. Und hier kommt es jetzt auf die Temperaturfestigkeit der Ventile und Ventilsitze an. Entscheidend ist also nicht allein, ob die Teile gehärtet sind (das sind heute ALLE Ventile und ALLE Ventilsitze, auch die in JEDEM Chevy -Motor !), sondern welche Festigkeit sie bei hohen Temperaturen haben. Entscheidend ist aber wie gesagt nicht die Verbrennungstemperatur, sondern die am Ende des Expansionstaktes übrig gebliebene Abgastemperatur. Und die ist bei Gas deutlich heißer als Benzin (Benzin im Saugmotor ca. 850...900°C, bei Gas können es schon mal 950°C und mehr werden.)
Entscheidend hierfür ist die Wärmebilanz des Motors. Es geht immer ein Teil der Gesamtenergie in die mechanische Leistung (logisch), ein Teil ins Kühlwasser, ein Teil in die äußere Wärmeabstrahlung des Motors, und ein Teil eben in´s Abgas. Und hier kommt der Unterschied zwischen Benzin und Gasen zum Tragen (sowohl CNG als auch LPG). Benzin besteht aus ringförmigen Kohlenwasserstoffen, die zur Verbrennung aufgecrackt werden müssen. Dies geschieht nur unvollständig, es bleiben Restmolekülketten übrig (die man als HC-Emissionen kennt), und diese können im Abgas Wärme aufnehmen. CNG und auch LPG haben nur sehr kurze Molekülketten (CNG eigentlich gar keine), daher bleiben im Abgas weniger Restmolekülketten übrig. Die Folge ist, daß das Abgas eine geringere spezifische Wärmekapazität hat. Es kann also pro Kilogramm und Kelvin Temperaturerhöhung weniger Wärme aufnehmen als das Abgas der Benzinverbrennung. Um jetzt aber aus der Wärmebilanz dieselbe Energiemenge abzuführen (was es nunmal muß), kann sich also nur ein höheres Temperaturniveau einstellen. Deshalb haben kurzkettige Kraftstoffe (auch Ethanol oder Methanol) im Motor immer eine höhere Abgastemperatur.
Und dafür sind die meisten Motoren von Haus aus nicht ausgelegt.
Flashlube vernebelt nicht einfach, und transportiert auch keine Wärme. Der Trick bei Flashlube ist, daß es eine Flüssigkeit ist, die (ähnlich dem Benzin) im Ansaugtrakt verdampft, also ihren Aggregatzustand ändert, von flüssig nach gasförmig. Bei diesem Verdampfen braucht jede Flüssigkeit Energie, die sie ihrer Umgebung entzieht (Verdampfungsenthalpie). Eine Flüssigkeit nimmt also beim Verdampfen Wärme auf. Dieser Effekt geht im Motor verloren, wenn der Kraftstoff, den man in den Ansaugtrakt gibt von vornherein schon gasförmig ist, CNG oder LPG (nach dem Verdampfer). Flashlube simuliert also nur vor der Verbrennung die fehlende Verdampfungskühlung, die man sonst mit Benzin gehabt hätte. Es sorgt damit dafür, daß man nicht schon beim Verdichten, also bevor die Verbrennung überhaupt stattgefunden hat, schon höhere Temperaturen erreicht, als mit Benzin. Damit erhöht es die Standfestigkeit eines Motors schon, die Abgastemperatur bleibt aber trotzdem noch höher als im Benzinbetrieb. Flashlube tut vor allem den Einlaßventilen gut, die im Benzinbetrieb von der Verdampfungskühlung profitieren und im Gasbetrieb nicht mehr.
Das mit dem "Schmieren" ist so eine alte Mär. Schmieren tut man weder mit Benzin noch mit Flashlube irgendwas am Ventilsitz, das hat auch früher Blei nicht getan, und Ventilsitze müssen auch nicht "geschmiert" werden.
Was man wohl erreicht, ist eine gewisse Dämpfung. Wenn das Ventil am Ende seines Hubes im Ventilsitz aufsetzt, ist dies ein ziemlich harter Schlag, Metall auf Metall, der noch dazu ziemlich oft vorkommt . Wenn jetzt auf dem Einlaßventil noch ein kleiner Kraftstoffilm sich abgesetzt hat, dämpft der den Einschlag. Beim Auslaßventil übernehmen diesen Part die Abgasbestandteile (z.B. auch Ruß). Wenn man jetzt im Ansaugvorgang gar keine Flüssigkeit mehr hat, fehlt diese Dämpfung, ebenso wenn man im Abgas weniger übriggebliebene Molekülketten oder Ruß hat, hat man geringere Dämpfung. Dies ist aber eher ein sekundärer Effekt, und "Schmierung" ist eigentlich das falsche Wort dafür. Der Temperatureinfluß ist deutlich größer.

Das Thema "Kühlungsabriss beim Öffnen" bezieht sich nur auf "klassische" Ventile oder auch auf Ventile mit Magnesiumfüllung zur Kühlung?

Das Thema "Ventildämpfung durch Kraftstoffe am Einlassventil" kann sich nicht auf Direkteinspritzer und Dieselmotoren beziehen. Denn bei diesen beiden Motorbauarten ist das EV zu und bekommt am Ventilsitz keinen Kraftstofffilm ab.

ah, vom Wiki war das - wusst ich nicht. (Hoffe ich hab keine zu erwarten, für loses Mundwerk )

nochmal zum Blei:
Die Bleibeimengung im Kraftstoff sollte (...früher früher...) die punktuelle Mikroverschweissung des "brüllend heissen" Auslassventiles mit dem (...damals damals...) erheblich weicheren Materials des Kopfes am Sitz vermindern. Beim nächsten Öffnen des Auslasses wurden sonst immer ein paar Mikropartikel mitgenommen.
(Sogenannter "adhäsiver Verschleiß")

Was das Blai da nun genau macht... keine Ahnung, es ist jedenfalls ein nochmals erheblich weicheres Material als der Grauguss des Kopfes. Daher kommt wohl der Begriff "Schmierung" in dem Zusammenhang.

Probleme mit dieser Methode tauchten dann mit der flächigen Einführung des Katalysators auf, und man musste sich was einfallen lassen. Im Hause GM wurden die Ventilsitze induktiv gehärtet (So ab 1970, ab 1974, nach der 1.Ölkrise ist von "flächendeckend" auszugehen)

two-lane

Das Blei in den "alten" Kraftstoffen verhinderte das klopfen ( unkontrollierte Verbrennung mit sehr hohen Temperaturen), das war einzig der Grund.
Das Bleifreie Benzin ist nicht so klopfest, wie der verbleite Sprit. Aber in Zeiten der Motorelektronik, (Klopfsensor) etc. Lässt sich das Problem des Klopfen des Kraftstoffes weitestgehend verhindern, denn die Zündung wird einfach etwas zurückgenommen, sollte der Klopfsensor ein Geräusch vernehmen. Dann ist die Klopfene Verbrennung, die bei Frühzündung vermehrt auftritt verhindert.

Yupp, die US-Automobilindustrie war allerdings bereits Anfang der 70er Jahre gezwungen, etwas gegen die Emissionen zu unternehemen. Unabhängig von der Katalysatorproblematik stand das Tetraetylblei da schon als "Umweltgift" unter Beschuss.
Die Zeit bis zum Aufkommen der "elektronischen Steuerungen" und addaptiver Klopfregelungen überbrückte man halt (ganz pragmatisch) mit der Verringerung der Kompression.