Zitat:
Ich denke, der Wert "1" hat nichts mit dem Gemischwert zu tun.
(Zitat von: thbo0508)
Aber Hallo! Der Lambdawert IST der Gemischwert, der Zielwert ist L=1 und das ist kein willkürliche Skala, sondern repräsentiert ein stöchiometrisches Gemisch.
Eine bitte: Wenn man es einmal nichts weiß, sollte man nicht mutmaßen und sich irgendetwas aus den Fingern saugen - ok? Ist nicht böse gemeint, nur leider ist genau die KFZ-Technik voll von Halbwissen und Stammtischweißheiten, weil man es eben nicht genau weiß.
Zur Ursprungsfrage:
Die Abläufe bei einer Verbrennung sind etwas komplexer als sie durch eine einfache Antwort zu beschreiben wäre. Grundsätzlich ist eine zwar abgeschlossene, aber dennoch zeitlich extrem begrenzte Verbrennung niemals vollständig. Die Verbrennung bei L=0.90 ist auch schlechter als bei L=1 - hier kommt aber ein anderer Effekt zum tragen:
Neben dem Wirkungsgrad der Verbrennung entscheidet der Liefergrad, sprich die Gemischmenge im Zylinder über die umgesetzte Energiemenge. Und hierbei ist nicht das Luftvolumen, sondern dei Luftmasse entscheidend. Die Luftmasse ist volumenbezogen umso höher, je kälter die Luft ist. Luft kann man kühlen - und zwar durch Kraftstoff. Dieser entzieht der Luft beim Verdunsten Wärmeenergie - die Luft wird dichter und es kann mehr Luftmasse in das gleiche Volumen strömen.
Gleichzeitig wird dadurch die Klopfgrenze noch oben verschoben und somit kann eine höherer Verdichtung gewählt werden, was den Wirkungsgrad der Verbrennung wiederum steigert.
Wenn ich also das Gemisch überfette, verschlechtert sich die Verbrennung um sagen wir 10%. Durch die zusätzliche Kühlung kann aber 5% mehr Luft einströmen und ich kann die Verdichtung höher wählen, so das durch die Erhöhung der Wirkungsgradverlust - sagen wir der Einfachheit halber - ausgeglichen wird. Dadurch gibt es eine Mehrleistung von rund 5% bei allerdings gesteigertem Verbrauch, weil 10% des Kraftstoffes keine Verbrennungswärme abgeben - die restlichen 90% verbrennen jedoch effektiver. Hinzu kommt, dass durch den höheren Brennstoffanteil die Wärmekapazität des Gemisches steigt und es damit weniger Wandübergangsverluste gibt, weil die Gasmenge die Wärme während der Expansion besser halten kann.
Allerdings: Der Motor muss von vorne herein auf diesen Betrieb ausgelegt sein. Firmen die auf dieses Technik zurückgegriffen haben, waren vor allem Ford und Opel. Als der Opel Kadett GSI auf den Markt kam, leistete er 130PS - in der Kat-Version nur 115Ps. Viele schoben dies auf den Kat - hat aber mit ihm nichts zu tun. Der Leistungsverlust kam nicht durch den Strömungswiderstand im Kat, sondern durch die geänderte Gemischabstimmung. So ist das aber in der KFZ-Technik mit dem Stammtischwissen.
Der Kat funktioniert nur bei L=1 und deshalb wird zum einen die Überfettung verhindert (etwas mehr Leistung) als auch der Magerbetrieb (geringerer Verbrauch) verhindert. Bei heutigen Motoren wird eine besondere Form des Magerbetriebes zur Verbrauchsreduktion eingesetzt: Hier wird ein Teil der Luft durch inertes Abgas ersetzt (Abgasrückführung), damit der Lambdawert wieder stimmt.
Kraftstoff als aktive Motorkühlung wird bei Flugzeugkolbenmotoren eingesetzt. Im Gegensatz zum Automotor kann der Pilot das Mischungsverhältnis verändern - man nennt das "Leanen". Beim Start wird ein überfettetes Gemisch verwendet, um maximale Leistung zu erreichen und zu verhindern, dass der Motor überhitzt. Flugzeugmotoren haben viel Hubraum - eine einfache Cessna mit 180 bis 235Ps hat zwischen vier und sieben Litern Hubraum.
Moderene PKW-Motoren überfetten nur bei Klopfneigung kurzfristig. Ansonsten sind sie für einen überfetten Betrieb nicht mehr ausgelegt.
