Diskussion:Otto-Kreisprozess

Bitte haltet eine ordentliche Gliederung bei euren Antworten ein! THX!--Caravelleur 20:05, 23. Okt. 2006 (CEST)

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Ich finde die Beschreibung des Kreizprozesses nicht optimal. Ein Kreisprozess ist eine Idealisierung, d.h Formulierungen wie "Zündung vor dem oberen Totpunkt" sind falsch, weil sie sich nur auf den realen Ottomotor beziehen. Der Otto-Prozess lässt offen, ob die Wärmezufuhr über eine innere Verbrennung (also mit Zündung) oder anders (z.B. elektrisch) zugeführt wird. Der Prozess kennzeichnet sich durch die Abfolge der Zustandsänderungen, nicht durch den realen Betrieb des Otto-Motors. Deswegen ist auch der angegebene Ladungswechsel und Ausschubtakt (als 4-Takt-Spezifik) nicht allgemeingültig. Die Einträge Diesel-Prozess und Seiliger-Prozess sind beispielsweise allgemeingültig und auch besser verlinkt. Ich rate dringend dazu den Artikel wieder auf den Stand vom 12. Jan 2005 zurückzusetzen.--Poelsermampfer 13:35, 28. Jun 2006 (CEST)

Der Pfeil in der Grafik zeigt von Punkt 6 nach Punkt 5, sollte aber in die andere Richtung zeigen, da der Druck abgelassen wird,

Ich kann Poelsermampfer nur zustimmen. Der Artikel sollte überarbeitet oder - besser - zunächst einmal zurückgesetzt werden. Als Erstes sollte der reine Vergleichsprozess beschrieben werden und erst anschließend der reale Otto-Motor am Beispiel des 4-Takt-Verbrennungsmotors. Warum wurde das Diagramm oben rechts später hinzugefügt? Es ist völlig verzerrt, während die beiden Diagramme weiter unten recht gut sind. Nur wäre es besser, dort entweder die Einheiten an den Achsen wegzulassen oder die Achsen zu skalieren. Viola sonans 21:13, 22. Okt. 2006 (CEST)

Verschiebung des Artikel+Inhalt

Hallo, ich finde die Verschiebung des Artikel von Otto-Prozess zu diesem Schlagwort für ungeschickt, da in vielen Lehrbüchern zwar gerne (und wahrscheinlich auch präziser) vom Gleichraum-prozess gesprochen wird, er aber in der breiten Bevölkerung eher als Otto-Prozess bekannt ist. Weiterhin finde ich es richtig, diesen Prozess, genau wie den Diesel-, Seiliger-,Carnot-, Clausius-Rankine-Prozess nach seinem Entwickler zu benennen: Ehre, wem Ehre gebührt! ist da mein Motto. Der Begriff Gleichraum hat sicherlich den Vorteil, dass er selbsterklärend ist, insbesondere für Menschen, die sich intensiver mit den Vergleichprozessen beschäftigen, aber die historische Begründung wiegt in meinen Augen schwerer. Mein Vorschlag deshalb: „...Otto-Prozess, auch Gleichraumprozess genannt,...“ und zurückverschieben nach Otto-Prozess. Gleiches gilt auch für den Dieselprozess, bei dem das Argument der ingenieurwissenschaftlichen Bedeutung noch viel schwerer wiegt! So ist in Hoffmann/Cerbe: Thermodynamik explizit erwähnt, dass der Diesel-Prozess von Rudolf Diesel nicht via trial-and-error entdeckt sondern allein auf dem Reißbrett und der Thermodynamik im Hinterkopf entwickelt wurde! In der englischen Wikipedia wird ebenfalls vom „Otto-cycle“ gesprochen.
Zum Inhalt und Aufbau: ja da ist noch einiges zu tun: Zunächst wirkt der Artikel ein bisschen unaufgeräumt (etwa so wie mein Schreibtisch ;) ) und unstrukturiert, weshalb ich vorschlage die blauen Diagramme mit den vier Arbeitsschritten in den Kopf (die Einleitung) zu setzen und erst später den realen Otto-Prozess mit den zwei Zusatztakten aufzunhmen. Also volle Übereinstimmung mit Viola sonans und Poelserdampfer. Das eben genannte Werk von Hoffmann/Cerbe vernachlässigt beim idealisierten auch die im Kolbenmotor technisch notwendigen Ansaug- und Ausstoßschritte. Zudem finde ich, dass das rote Diagramm ein wenig irreführend ist, da es suggeriert, dass die Druckerhöhung bei der Wärmezufuhr wesentlich kleiner ist als die Druckerniedrigung bei der Wärmeabfuhr. Demnach müsst ja das Abgas aus einem Zylinder nur so hinausschießen und nicht zum Antrieb des Kolben verwendet werden. Ich freue mich auf Eure (hoffentlich zustimmenden) Kommentare. Weiteres zu einem späteren Zeitpunkt. Seldon11 12:10, 23. Okt. 2006 (CEST)

Dann tausch ich doch einfach mal die Reihenfolge aus, wollte das ganze nur erstmal "sacken" lassen, ansonsten bestärkt es mich aber in meiner Meining das vom der Sinnhalftigkeit erst der idealisierte Prozess mit entsprechendem Fachtermini und anschließend der "realere" Otto-Proszess mit Ansaug und Auspufftakt genannt wird.
Wobei ich noch irgendwo aus meiner Thermodynamikvorlesung ein Diagramm rumfliegen habe muss wo die Drosselverluste des Ansaugtakt grafisch mit dargestellt werden.--Caravelleur 20:05, 23. Okt. 2006 (CEST)

hallo Caravelleur. Was Seldon11 zum Verschieben gesagt hat, ist auch meine Meinung. Hinzu kommt noch, dass ja eigentlich der Joule-Prozess mit zwei Isobaren der Gleichdruck-Prozess ist, während der Dieselprozess nur eine Isobare aufweist. Du hast zwar Recht, dass er oft als Gleichdruck-Prozess bezeichnet wird, aber sinnvoller ist doch, indem auch Verwechslungen vermieden werden, die Prozesse nach ihren Erfindern zu benennen.

Die begonnene Umstellung des Artikels ist löblich, aber du hast jetzt zweimal das p-V-Diagramm eingestellt. Das rote, ziemlich missratene p-V-Diagramm sollten wir ohnehin löschen, wenn in den nächsten Tagen der Autor keinen Widerspruch einlegt. MfG,Viola sonans 02:26, 24. Okt. 2006 (CEST)

Hallo allerseits, ich habe mich heute mal in unsere Uni-Bib begeben und diverse namenhafte Lehrbücher zum Thema Otto/Diesel-Prozess bzw Gleichraum/druck-Prozess gewälzt. Darunter war auch das bereits oben erwähnte Buch von Hoffmann/Cerbe-Einführung in die Thermodynamik sowie Dittmann/Fischer/Huhn/Klinger-Repititorium der Techn. Thermodynamik, Langenheinecke-Thermodynamik für Ingenieure und zuletzt DAS WERK von Stephan/Mayinger-Thermodynamik(Bd 1). Alle sind sich einig: Im Glossar findet man stets den Otto- und den Dieselprozess; die Schlagworte Gleichdruck- und Gleichraumprozess findet man hingegen NICHT (sie werden partiell aber in den Artikeln erwähnt, was ich ich nicht verschweigen möchte), aber in meinen Augen ist das Grund genug, die Seite aus babylonischer Gefangenschaft zu befreien und sie wieder zurückzuverschieben.
Also Caravelleur, sei bitte so gut und lass Dich überzeugen! Wenn schon nicht von Viola sonans oder mir dann bitte durch die Autoren obiger Bücher: Isch absolut net bös’ gemeint. Es grüßt herzlich Seldon11 21:00, 27. Okt. 2006 (CEST)

Artikel überarbeitet

habe soeben eine Überarbeitung eingestellt: Unterscheidung zwischen idealem und realem Prozess, Kennzeichnung der Takte und besseres p-V-Diagramm mit Zuordnung zum Kurbeltrieb. Ich hoffe, es findet Zustimmung, Viola sonans 21:13, 2. Nov. 2006 (CET)

Hallo zusammen, ich finde die Überarbeitung gelungen: insbesondere die neue Abbildung zu den Arbeitstakten, das sprachliche Entgraten einiger Sätze sowie wie das Aufzählen von Imperfektionen am realen Motor! Aber wie immer, wenn es um Veränderungen geht, können die Deutschen nicht anders als ihre Bedenken kund zu tun mit:„ja,..aber“. Getreu dieser Devise möchte ich auch ein kleines Aber anbrigen:

1. ich finde, es könnte ruhig daraufhin gewiesen werden, dass beim Vergleichsprozess kein Gaswechsel stattfindet, weil die meisten Leser wahrscheinlich mit dem Otto-Prozess bzw mit dem Verbrennungsmotoren allgemein unweigerlich den Gasaustausch assoziieren
2. die Passage, die die chemischen Reaktionen während der Verbrennung beschreibt, beinhaltet ein Verbesserungspotenzial: Wo kommen der Wasserstoff und der Kohlenstoff plötzlich her? Klar, reagiert O2 mit H2, aber es liegt ja kein H2-Gas oder elementares C vor. Da könnte man doch schreiben, dass infolge der Verbrennung sich das Brennstoff-Luft-Gemisch mit den Kohlenwasserstoffen zu Kohlenmono/dioxid und Wasser umsetzt. Wenn dann noch d er Hinweis aufgenommen wird, dass sich auch die thermodynamischen Charakteristika des Gases wie cp und cv ändern, ist das ausreichend und einleuchtend.
3. und wo ich schon einmal bei der chemischen Reaktion bin: gibt es eigentlich Abschätzungen darüber, welchen Anteil der Volumenänderungsarbeit auf das Konto der Molzahländerung während der Verbrennung geht? Immerhin gibt es ja nach der Reaktion wesentlich mehr Mole an Gas als vorher:
   

C8H18 (2,2,4-Trimethylpentan=Iso-oktan)+ 12,5 O2 → 8 CO2 + 9 H2O

In der Maschinenbauerthermodynamik geht man ja nur von der Wärmemenge, die durch die Reaktion entsteht, aus und vernachlässigt den Stoffumwandlungsaspekt.

Ich hoffe meine Gedanken sind trotz fortgeschrittener Stunde noch einigermaßen nachvollziehbar! Es grüßt Seldon11 00:45, 3. Nov. 2006 (CET) mit nachträglichen Korrekturen von Seldon11 11:20, 3. Nov. 2006 (CET)

hallo Seldon11, leider komme ich erst zu einer Antwort auf deinen Kommentar. Zunächst herzlichen Dank für deine Anregungen unter den Punkten 1 und 2. Ich habe sie gern aufgegriffen und den Artikel entsprechend ergänzt. Die Frage zu 3 ist allerdings nicht so leicht zu beantworten. Ich will es versuchen. Der Heizwert des Brennstoffes (da das Wasser im Zylinder nicht kondensiert, kann man also nicht den Brennwert nehmen) ist - absolut gerechnet - der Unterschied der Bildungsenthalpien zwischen dem Brennstoff und den Verbrennungsprodukten, also die Reaktionsenthalpie. In der Enthalpie ist aber das Produkt p*V enthalten, das sich durch die Zunahme der Molzahl vergrößert. Führt man dieselbe Energie bei konstantem Volumen zu, so erhält man einen entsprechend höheren Druck und damit auch eine höhere Volumenänderungsarbeit bei der Expansion. Setzt man also voraus, dass die Luft und die Verbrennungsprodukte ideale Gase mit konstanter spezifischer Wärmekapazität sind, dürfte man keinen großen Fehler machen, wenn man nur mit Luft rechnet. Nur, letzteres ist der Haken. Bei den hier vorkommenden Zuständen > 50 bar macht man mit der Zustandsgleichung für ideale Gase einen Fehler bis zu 3%, mit einem konstanten Isentropenexponent von 1,4 statt z. B. 1,3 bereits etwa 20%. Die Motorenbauer haben natürlich ihre eigenen Erfahrungswerte in Form von Tabellen, Diagrammen und Berechnungsprogrammen. Aber alles wissen die auch nicht, denn an den wirklichen Verbrennungsabläufen in den Motoren wird noch viel herumgeforscht. Mal ein wenig pointiert: Wir Ingenieure bauen oft etwas, was funktioniert, ohne zu wissen, warum es funktioniert, und wenn wir etwas bescheiden sind, dann dürfen wir ruhig zugeben, das wir uns über viele Dinge auch einfach nur wundern. Viele Grüße, Viola sonans 14:12, 5. Nov. 2006 (CET)

Hi Viola sonans, vielen Dank für die freundlichen Veränderungen am Artikel. Im Allgemeinen ist ja das Kritisieren immer einfacher als das Konstruieren, aber bei WP zeigt sich das besonders! Der Artikel war auch ohne meine Änderungswünche von Dir sehr verständlich geschrieben, für mich war nur die Frage, ob es Stellen gibt, die NOCH besser gemacht werden könnten. Mit der Erwähnung der Punkte auf der Diskussionsseite habe ich eigentlich nur einen Anstoß geben wollen, aber damit billigend in Kauf genommen, dass sich jemand anderes des Mühe machen müsste, die Aspekte, wenn sie denn zuträfen, einzufügen. Also berechtigterweise nochmals vielen Dank!

Zu Deiner Antwort: sehe ich das jetzt richtig:

$\ q_{zu}=h_{{\mathit {u}}(Produkte),p=50bar}-h_{{\mathit {u}}(Edukte),p=1bar}$

mit $\ h_{u,i}=f(c_{p}(p,T))$ ?

Es grüßt Seldon11 18:52, 5. Nov. 2006 (CET)

Ganz einfach: $\ Q_{zu}=m_{B}*h_{u}$ und $\ q_{zu}=Q_{zu}/m_{L}$

Der spezifische Heizwert $\ h_{u}$ ist ein Tabellenwert. Die maximale Brennstoffmenge (Masse) $\ m_{B}$, d. h. die Brennstoffmenge für Volllast pro Arbeitstakt ergibt sich aus der angesaugten Luftmenge $\ m_{L}$ mit der Verbrennungsrechnung für $\lambda =1$ (stöchiometrisch)

schöne Grüße, Viola sonans 00:01, 7. Nov. 2006 (CET)

Der reale Otto-Motor

Die Zustandsänderungen entsprechen beim realen Motor nicht den idealisierten Zustandsänderungen des idealen Prozesses. Luft enthält Stickstoff, und ist bei höheren Drücken (ab 10 bar) kein ideales Gas. Die Verbrennung des Treibstoffes, z. B. Benzin (ein Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen), bewirkt eine Veränderung des Arbeitsmediums und damit dessen thermodynamischer Eigenschaften.

Gegenüber dem Vergleichsprozess gibt der reale Prozess im Motor insbesondere deshalb eine geringere Arbeit ab, weil

• ein Teil der durch chemische Reaktion zugeführten Energie (neben endothermer Bildung von Stickoxid und Dissoziation) ohne Arbeitsleistung durch Wärmeübergang an das Kühlwasser abgeführt wird. Der Expansionsverlauf liegt unterhalb des idealen Verlaufes.

Ist unlogisch!

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Stickoxide sind Endotherme Verbindungen, sie bilden sich nur durch Energiezufuhr! Diese Energie muss irgendwo herkommen, Oder? Schließlich werden die Stickoxide auch noch ausgestoßen, und mit ihnen, eben diese Energie. Dagegen ist bei einer Exothermen Reaktion, die über Radikalbildung, sprich Dissoziation abläuft, die Temperatur lediglich eine Begleiterscheinung, und nicht die Ursache. (Temperatur entsteht durch Reibung , welche wiederum auf Grund der Dissoziation entsteht „Kausalität“). Zu blöde ist noch die Tatsache, dass es gerade der Stickstoff ist, der an der Reibung beteiligt ist, und dabei Giftig wird. Die obligatorische aussage „Volumenarbeit durch Temperaturerhöhung“ stammt aus der zeit der Dampfmaschine, und hat mit dem Realen Otto-Motor nichts am Hut. Zudem wird der Eindruck erweckt, dass ein Luftgekühlter Ottomotor einen höheren wirkungsgrad hat.

Gruß Jane.

hallo Jane, 1. Dissoziation ist auch endotherm, --> niedrigere Temperatur verursacht bei der Expansion auch niedrigeren Druck und (im Betrage) niedrigere Volumenarbeit. 2. Statt "Kühlwasser" ist der Ausdruck "Kühlmedium" natürlich besser.

Gruß, Viola sonans 18:01, 2. Okt. 2007 (CEST)

Gruß Jane.

Unter Dissoziation versteht man in der Chemie den angeregten oder den selbsttätig ablaufenden Vorgang der Zerlegung eines Moleküls in zwei oder mehrere einfachere Moleküle, Atome oder Ionen, und bei der thermischen Dissoziation zerfallen Moleküle auf Grund der thermischen Eigenbewegung in Bruchstücke. Bei der Photochemischen Dissoziation hingegen, kann durch Absorption von UV-Strahlung, sichtbarer oder infraroter Strahlung, die Dissoziationsreaktionen auch an anderen Bindungsstellen als beispielsweise, bei thermischer Reaktion ablaufen. ( welche ?) Durch Lichtquanten können auch Kettenreaktionen ausgelöst werden, die sich ausbreiten, weil sie selber Licht der entsprechenden Wellenlänge emittieren. Welche Rollen, diese “Dissoziationen“ beim Verbrennungsprozess Spielen, offenbart sich mir so nicht, (was mich hindert, dem zuzustimmen.)

Gruß Jane.

T-S-Diagramm

Wir haben schon stundenlang diskutiert, vielleicht weis einer von euch die Antwort, aber meiner meinung nach müssten die isotropen(1-2 und 3-4) gleich lang sein?

Antwort: Nein, sie sind nicht gleich lang. Das Volumenverhältnis ist zwar dasselbe und daraus folgt dasselbe Temperaturverhältnis. Wenn du aber z.B. ein Temperaturverhältnis von 20:1 hast, dann wird aus 1K -> 20K und aus 10K -> 200K. Sprich einmal ist die Temperaturdifferenz 19K und einmal 190K und die Temperaturdifferenz entspricht der Länge der Isentropen. Hoffentlich verständlich?

Datei:Ottomotor-Kreisprozess.png

Es gäbe übrigens noch ein Diagramm... -- Stefan-Xp 10:24, 20. Dez. 2008 (CET)

Das ist in mehrfacher Hinsicht falsch, die Diagramme im Artikel selbst sind o.k. Viola sonans 21:55, 21. Dez. 2008 (CET)

Link unbrauchbar

Der Link zur Bundeswehr-Uni ist Passwortgeschützt, wo oder wie kann man das Dokument dennoch einsehen? 87.165.142.51 15:23, 26. Mai 2009 (CEST)

Kreisprozess und Niklaus August Otto

Im Zusammenhang mit dem Diesel-Kreisprozess steht: "So ist in Hoffmann/Cerbe: Thermodynamik explizit erwähnt, dass der Diesel-Prozess von Rudolf Diesel nicht via trial-and-error entdeckt sondern allein auf dem Reißbrett und der Thermodynamik entwickelt wurde". Im Zusammenhang mit dem Otto-Kreisprozess fehlt mir bis heute ein Beleg, dass Niklaus August Otto den entsprechenden Kreisprozess theoretisch entwickelt und beschrieben hat. Falls ein solcher nicht zu erbringen ist, muss der erste Satz des Artikels abgeändert werden. Die Verdienste des Herrn Otto liegen meines Wissens in der Weiterentwicklung des Viertaktmotors. mfG --Bergdohle 18:52, 5. Sep. 2011 (CEST)

Explosion und Zündenergie

Die Zündenergie ist verglichen zu einer Gasladung marginal. Moderne Motoren verbrauchen maximal 1% des Kraftstoffs für die Zündung. Die Erwähnung in diesem Artikel ist überflüssig. Der Begriff Explosion und Explosionsmotor ist schon länger nicht mehr gängig beim Ottomotor. Nur die klopfende Verbrennung hat explosionscharakter. --Bergdohle 19:59, 19. Nov. 2011 (CET)

Das ist völlig richtig. Ich wollte den Verfasser dieser Ergänzungen nicht zu sehr frustrieren und hatte diese Ergänzungen zunächst mal stehen lassen, da sie nicht direkt falsch sind. Beim idealen Motor könnte man jedoch nach wie vor von "Explosion" sprechen, da hier die Verbrennung - im Gegensatz zum realen - keine Zeit erfordert.

Die Formulierung ist jedenfalls besser so. Danke!Viola sonans 17:57, 22. Nov. 2011 (CET)

Überarbeitung

Ich habe den Artikel im Ganzen etwas überarbeitet: Bessere Trennung der Bemerkungen zum realen Prozess von der des Vergleichsprozesses, Ergänzung der Gleichungen. Die Gleichung für $\xi$ war zudem falsch, Viola sonans (Diskussion) 12:14, 23. Feb. 2013 (CET).