Seiliger – Prozess

Seiliger – Prozess
Allgemein:
 1922 von Myron Seiliger vorgestellt worden
 Gemischter Gleichdruck – Gleichraum – Prozess
 Vergleichsprozess für Verbrennungsmotoren (vor allem für Dieselmotoren)
 Bestehend aus 5 Zustandsänderungen
Der Gleichdruckprozess (Diesel – Prozess) kann in der Praxis nicht realisiert werden, da
Wärmezufuhr ohne Druckerhöhung nicht möglich ist.
Auch der Gleichraumprozess (Otto – Prozess) kann in der Praxis nicht realisiert werden,
da eine belieb schnelle Wärmezufuhr nicht möglich ist.
 Seiliger – Prozess bringt eine bessere Näherung!
Zustandsänderungen:
1-2
isentrope Kompression
2-3
isochore Verbrennung (Wärmezufuhr)
3-4
isobare Verbrennung (Wärmezufuhr)
4-5
isentrope Expansion
5-1
isochore Druckminderung (Wärmeabfuhr)
Für ideale Gase sind T – s – und h – s – Diagramm gleich. (dh = cp*dT)
Was passiert im Diesel – Motor bei diesen Zustandsänderungen ?
1-2
Kolben  OT, Verdichtung, Arbeit wird an Luft verrichtet;
2-3
Diesel wird eingespritzt, Entzündung durch hohe Temperatur, innere Energie wird
in Form von Wärme frei;
3-4
Temperatur steigt an, Druck  Kolben  UT, Arbeit wird an Kolben verrichtet;
4-5
Gas entspannt sich, Arbeit wird an Kolben verrichtet;
5-1
Abgas wird ausgestoßen, Energie wird in Form von Wärme und Restdruck
abgeführt
Kennzahlen:
Nutzarbeit:
𝑊0 + 𝑄𝑧𝑢 + 𝑄𝑎𝑏 = 0
Verdichtungsverhältnis:
𝜀=
𝑉1
𝑉2
Gleichdruckverhältnis: (Einspritzverhältnis)
𝑉4
𝑇4
𝜑 = 𝑉3 = 𝑇3
Drucksteigerungsverhältnis:
𝜓=
𝑝3
𝑝2
=
𝑇3
𝑇2
Leistung:
𝑃=
𝑛∗𝑚∗𝑤0
𝑘
Thermischer Wirkungsgrad:
|𝑊0|
𝑐𝑣 ∗ (𝑇5 − 𝑇1)
1
𝜑𝜅 ∗ 𝜓 − 1
𝜂=
=1−
= 1 − 𝜅−1 ∗
𝑄𝑧𝑢
𝑐𝑣 ∗ (𝑇3 − 𝑇2) + 𝑐𝑝 ∗ (𝑇4 − 𝑇3)
𝜀
𝜓 − 1 + 𝜅 ∗ 𝜓 ∗ (𝜑 − 1)
Bei gleichem Verdichtungsverhältnis wäre der
Gleichraumprozess effizienter als der
Gleichdruckprozess. Letztendlich weißt aber der
Dieselmotor bessere Wirkungsgrade auf, da der
Ottomotor beim Verdichtungsverhältnis durch die
Klopfgrenze begrenzt ist. (unkontrollierte
Verbrennung)
Realer Prozess: (4 – Takter)
Bei einem realen Verbrennungsprozess tritt zusätzlich eine Ladungswechselarbeit auf.
Dort entstehen beim Ansaugen und Ausschieben, Reib – und Pumpverluste.
Ein Teil der Verbrennungsenergie geht ohne Arbeit durch den Wärmeübergang an die
Verbrennungswände verloren.
Der reale Höchstdruck ist niedriger als der Theoretische, wegen Abdichtungsverlusten.
Das Auslassventil öffnet vor UT, somit wird die Prozessfläche abgerundet.
Bei der Berechnung macht man zusätzlich einen Fehler bei der Annahme das 𝜅 konstant
ist. (𝜅 sinkt bei steigender Temperatur)
Der Seiliger – Prozess ist somit nur eine „grobe“ Näherung an die Wirklichkeit.