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Verbrennung
 
Zur Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches steht nur eine kurze Zeitspanne zur Verfügung. Die Sauerstoffmoleküle müssen deshalb im verdichteten Gemisch nahe mit dem Kraftstoffbestandteilen beieinanderliegen. Der zur Verbrennung nötige Sauerstoff wird aus der angesaugten Luft entnommen. Da in der Luft nur ca 20% Sauerstoff enthalten sind, muss dem Kraftstoff verhältnismäßig viel Luft beigemischt werden. Die zur vollkommenden Verbrennung notwendige Mindestluftmenge, der theoretische Luftbedarf, beträgt für 1 kg Benzin etwa 14,8 kg (entspricht ca. 12 Kubikmeter Luft bei einer Dichte von 1,29 kg/m3).

Der im Kraftstoff enthaltende Kohlenstoff verbrennt mit dem Sauerstoff zu Kohlendioxid (CO2), der enthaltene Wasserstoff verbindet sich mit dem Sauerstoff zu Wasserdampf (H2O). Der in der Luft enthaltene Stickstoff nimmt an der Verbrennung überwiegend nicht teil. Bei hohen Drücken und Verbrennungstemperaturen bilden sich jedoch giftige Stickoxide (NOx - auch Noxen genannt).
 
Vollkommene Verbrennung (saubere Verbrennung)
 
Die chemische Energie des Kraftstoffes wird in Wärmeenergie umgesetzt. Steht für 1 kg Benzin z.B. nur 13 kg Luft zur Verfügung, so ist das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu fett (1:13). Da zu wenig Sauerstoff zur Verfügung steht, verbrennt ein Teil des Kohlenstoffes nur zu Kohlenmonoxid (CO).
 
Schlechte, unvollkommene Verbrennung
 
Steht für 1kg Benzin, z.B. 16 kg Luft zur Verfügung, so ist das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mager (1:16). Es kann zwar eine vollkommende Verbrennung entstehen, aber durch die geringere vorhandene Kraftstoffmenge, die verdampfen kann, wird der Zylinderinnenraum weniger gekühlt, so dass es zu einer Überhitzung des Motors kommen kann.
 
Klopfende Verbrennung
 
Ein Ottomotor klopft, wenn sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch, neben der durch den Zündfunken eingeleiteten Verbrennung, von selbst entzündet. Diese Selbstzündung, die in mehreren Zündkernen gleichzeitig die Entflammung auslöst, führt zu einer überschnellen, schlagartigen Verbrennung, wobei sich die kugelförmigen Flammenfronten aufeinander zubewegen. Es entstehen Verbrennungsgeschwindigkeiten von 200 m/s bis 500 m/s, die zu starken Drücken führen.
 
Klopfursachen
 

Außer der Verwendung ungeeigneter Kraftstoffe kann die Ursache des Klopfens auch sein:

    zu große Frühzündung
    ungleichmäßige Gemischverteilung im Zylinder
    schlechte Wärmeabfuhr durch Ölkohleablagerungen oder Fehler im Kühlsystem
    zu hohes Verdichtungsverhältnis z.B. durch Verwenden einer dünneren Zylinderkopfdichtung
 
Luftverhltnis (Luftzahl)
 
Das Luftverhältnis Lambda ist das Verhältnis zwischen der tatsächlich bei der Verbrennung zugeführten Luftmenge und dem theoretisch erforderlichen Luftbedarf für die vollkommende Verbrennung des Kraftstoffes (Mindestluftmenge)

Beim theoretischen Mischungsverhältnis 1:14,8 ist das Luftverhältnis Lambda = 1,0. Hierbei erhält der Motor genau soviel Luft, wie er für die vollkommende Verbrennung des Kraftstoffes benötigt.

Jeder Betriebszustand des Motors, z.B. kalt, warm, Beschleunigung, benötigt ein bestimmtes Luftverhältnis.
 










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