Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

[Jokin]

Ich hab ja nun mein neues Spielzeug - eine OBD-Schnittstelle

Und es gibt ein paar Aussagen:

Zündung (Verbrennungsmotor - Wikipedia)

... da steht sinngemäß, dass die Zündung des Gemischs schon vor dem oberen Totpunkt erfolgen muss, damit nach möglichst kurz nach dem oberen Totpunkt der höchste Verbrennungsdruck entsteht.

Wenn man also vor dem oberen Totpunkt das Zeug zündet, bewegt sich der KOlben weiter nach oben, er verdichtet das Gemisch also während die Verbrennung im Kolben gerade stattfindet.

Das wiederum bedeutet, dass das bereits entzündende Gemishc so komprimiert wird, dass es sich u.U. an einer anderen Stelle im Brennraum selbst entzünden kann ...

Und das wiederum wird als "Klopfen" bezeichnet - will man diesem "Klopfen" nun entgegenwirken, nimmt man einen Sprit mit einer höheren Oktanzahl. So kann man also bei hohen Drehzahlen noch früher Zünden, um das Maximum des Verbrennungsdrucks müglichst kurz hinter dem oberen Totpunkt zu erreichen.

Ja, und nun?

... nun hab ich heute gesehen, dass sich der Zündzeitpunkt massiv ändert, je nach Last und je nach Drehzahl - einen wirklich eindeutigen Zusammenhang sehe ich da aber noch nicht.

Im Leerlauf wird der Zündzeitpunkt von 30° vor OT bis 20° nach OT verändert - öhm ... ja, wie jetzt? Wieso wird nach OT noch gezündet? 30° vor OT bekommt man wenn man kurz Gas gibt und der massive Rückgang ist während die Drehzahl abfällt. ... zu dem Zeitpunkt sollte doch aber kein Sprit eingespritzt werden, oder? Also müsste man den doch auch gar nicht zünden ?!?

Wenn man gemütlich bei 4.000 1/min auf der Autobahn fährt (ca. 140 - 150 km/h) liegen ca. 30° bis 34° an ... bei ca. 2.000 - 3.000 1/min sinkt der Wert auf 24°.

Interessant ist nun, wie diese Zündwinkel sich bei anderen Oktanzahlen verändern ... das wird für mich also ein Langzeit-Selbstversuch ... ich schreibe hier einfach mal mit.

... auch wenn's wohl keine Sau interessieren wird ...

 

[impi]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

also mich interessierts

Frage bevor du dir die Arbeit machst:

Kannst du dich auf die Werte verlassen, die du angezeigt bekommst?
Ich meine mich zu erinnern, daß du Was von Lambda-Sonden-Temperatur-Werten auslesen konntest, die nichtmal gemessen werden...

Nils

 

[ulli 2122]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Ich hab ja nun mein neues Spielzeug - eine OBD-Schnittstelle



Also müsste man den doch auch gar nicht zünden ?!?

Ich denke doch das der Auslöser für die Zündung immer noch mechanisch ist. Zwar nicht mehr über Kontakte, die den hohen Strom geschaltet haben wie früher, sondern über eine Elektronik, aber halt mechanisch.
Natürlich könnte man die Zündung bei der Schubabschaltung auch unterbrechen, aber das wird wohl nicht gemacht weil noch Reste vom Benzin im Ansaugkrümmer sind und im Motor gelangen.

So würde ich es mal als Laie erklären, aber mal sehen was die Experten sagen.

Bin auch so eine SAU.

 

[golo]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

... auch wenn's wohl keine Sau interessieren wird ...

Ätsch! Falsch gedacht. Ich finde es absolut interessant! Hier geht's mal ins Detail und Eingemachte, das was der Schrauberling in der Werkstatt leider nicht mehr versteht. Zu sehr stehen doch die Leute vor einer Black Box - Eingabe/Ausgabe, and that's it - leider. Wenn es dann kompliziert wird ist da tutti.

Im Leerlauf wird der Zündzeitpunkt von 30° vor OT bis 20° nach OT verändert - öhm ... ja, wie jetzt? Wieso wird nach OT noch gezündet? 30° vor OT bekommt man wenn man kurz Gas gibt und der massive Rückgang ist während die Drehzahl abfällt. ... zu dem Zeitpunkt sollte doch aber kein Sprit eingespritzt werden, oder? Also müsste man den doch auch gar nicht zünden ?!?

Kann das was mit der Abgasoptimierung und/oder interne Temperaturregulierung zu tun haben?

 

[ChrisNoDiesel]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Da bin ich höchst interessiert ... häng' bitte auch mal Joe's 3l dran, um zu sehen, was der so sagt...
Deiner ist doch Kennfeld-Optimiert - oder?

Grüßle
Chris

 

[Berndi]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Mich interessiert das auch, auch wenn ich die Ergebnisse vermutlich nicht sinnvoll verwerten kann. Aber vielleicht hilft es mir, die Vorgänge im Motor besser zu verstehen.

Immerhin ist der Zündwinkel ja ein wichtiger Punkt für meine geliebte Sprit-Diskussion.

 

[G.A.S.]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Ich hab ja nun mein neues Spielzeug - eine OBD-Schnittstelle

Und es gibt ein paar Aussagen:

Das wiederum bedeutet, dass das bereits entzündende Gemishc so komprimiert wird, dass es sich u.U. an einer anderen Stelle im Kolben selbst entzünden kann ...


... auch wenn's wohl keine Sau interessieren wird ...


Also, bevor sich jemand etwas falsches denkt, es wäre sehr fatal würde im Kolben eine Zündung stattfinden. Die Zündung mit dem entflammbaren Gemisch findet schlieslich oberhalb vom Kolben im sogenannten Brennraum statt.
Es interessiert mich übrigens sehr, und ich hoffe auf eine Fortführung.

 

[TheSilverBullet]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Hmmm, wenn der Motor schneller/höher dreht, dann sollte sich der Zündzeitpunkt schonmal auf jeden Fall nach 'früh' verstellen. Schließlich ändert sich die Brenngeschwindigkeit /Geschwindigkeit der Flammfront nicht drehzahlabhängig :).

Wichtig ist halt, das sich eine 'signifikante' Druckänderung bei der Verbrennung des Gemisches an der richtigen Position des Kolbens ergibt.

edit:
Eigentlich müßte man es noch ein wenig genauer formulieren.
Da das Gemisch nicht schlagartig sondern über einen Zeitraum delta_t abbrennt und sich damit eine kontinuierliche Druckerhöhung ergibt, sollte der Beginn dieses Zeitraumes auf die Volumenänderung durch den sich senkenden Kolben abgestimmt werden. Dabei kann es durchaus passieren das der Kolben noch hebt (Volumenabnahme) aber das Gemisch schon expandiert. Da das Ganze aber am Anfang der Verbrennung geschieht, ist die bremsende Wirkung zu vernachlässigen.

 

[Jokin]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Kannst du dich auf die Werte verlassen, die du angezeigt bekommst?
Ich meine mich zu erinnern, daß du Was von Lambda-Sonden-Temperatur-Werten auslesen konntest, die nichtmal gemessen werden...

Ich kann die Werte leider nur von Software zu Software vergleichen. Ich benutze "OBD-Diag", "Digimoto 4.07" und "ScanTool". Wobei "OBD-Diag" mir unsinnige Werte gibt, auch beim Zündwinkel - "60°" kommen dabei heruad. Aus der VW-Tuning-Scene sind Dauerzündwinkel zwischen 8° - 12° ok - und so im Leerlauf liegt der bei mir bei 6° - diesen Werten traue ich also. Zumal "Digimoto" und "ScanTool" dieselben Aussagen machen.
... aber sehr berechtigte Frage!

... häng' bitte auch mal Joe's 3l dran, um zu sehen, was der so sagt...
Deiner ist doch Kennfeld-Optimiert - oder?

Jepp, wenn er nix dagegen hat, wird er auch mit rangenommen. In wiefern zuverlässige Aussagen entstehen, wird sich zeigen müssen.
Bei hcb (Z3 2.8) gibt es nur einen 20-poligen Rundstecker, der fällt leider raus

Also, bevor sich jemand etwas falsches denkt, es wäre sehr fatal würde im Kolben eine Zündung stattfinden.

Jepp, Tippfehler - danke für den Hinweis!

Hmmm, wenn der Motor schneller/höher dreht, dann sollte sich der Zündzeitpunkt schonmal auf jeden Fall nach 'früh' verstellen. Schließlich ändert sich die Brenngeschwindigkeit /Geschwindigkeit der Flammfront nicht drehzahlabhängig :).

Wichtig ist halt, das sich eine 'signifikante' Druckänderung bei der Verbrennung des Gemisches an der richtigen Position des Kolbens ergibt.

Ja, genau das ist auch mein Gedanke.

Die Flammfront breitet sich mit 32 m/s bei Benzin und mit 42 m/s bei Autogas aus (Quelle) - daraus müssten sich zwangsläufig andere Zündwinkel ergeben - immerhin sind diese Differenzen schon immens.

Zwischen 4.000 1/min und 5.000 1/min ändert sich der Zündwinkel nicht mehr weiter ... pendelt irgendwo knapp über 30° herum. Bei einem 3.0 dürften sich durch die andere Zylinderabmessung sowieso andere Werte ergeben.

Und bei Umschaltung zwischen V-Power und Gas gab es auch keine großen Änderungen.

Aber wie gesagt - das war heute der allererste "Freilandversuch" - viele weitere werden noch folgen. Da ich aber auch teilweise meinen Benzintank leerfahren muss, kann sich das locker bis in 2007 hinziehen.

Schaun ma mal :-)

 

[Veccio]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Im Leerlauf wird der Zündzeitpunkt von 30° vor OT bis 20° nach OT verändert - öhm ... ja, wie jetzt? Wieso wird nach OT noch gezündet? 30° vor OT bekommt man wenn man kurz Gas gibt und der massive Rückgang ist während die Drehzahl abfällt. ... zu dem Zeitpunkt sollte doch aber kein Sprit eingespritzt werden, oder? Also müsste man den doch auch gar nicht zünden ?!?

Negative Zündwinkel werden für den Leerlaufregler eingesetzt. Damit kann man sehr schnell das Moment erhöhen sollte es benötigt werden (z.B. wenn plötzlich ein großer Verbraucher zugeschaltet wird) Die Drosselklappe oder die Ventilhubverstellung wäre dafür zu langsam.
Auch um die Leerlaufdrehzahl verringern zu können. Sprich weniger Sprit im Stand zu verbrauchen. Ein Motor läuft bei negativem Zündwinkel stabiler. Zwar ist der Verbrauch nicht optimal, allerdings kann die Drehzahl stark verringert werden. Was dem Effekt wieder entgegenwirkt. Der Hauptgrund ist aber die kurze Regelzeit bei Zündwinkeländerung. Ohne die müsste ständig mehr Moment anliegen.

Wenn man gemütlich bei 4.000 1/min auf der Autobahn fährt (ca. 140 - 150 km/h) liegen ca. 30° bis 34° an ... bei ca. 2.000 - 3.000 1/min sinkt der Wert auf 24°.
Interessant ist nun, wie diese Zündwinkel sich bei anderen Oktanzahlen verändern ... das wird für mich also ein Langzeit-Selbstversuch ... ich schreibe hier einfach mal mit.
?!?

Der optimale Winkel beim Kraftstoffumsatz will ja erreicht werden. D.h. die Menge an verbranntem Kraftstoff bei einem bestimmtem Winkel der Kurbelwelle. Daher muss natürlich der Zündwinkel je nach Drehzahl variiert werden. Die Verbrennung braucht ja eine gewisse Zeit. Deswegen zündet man bei hohen Drehzahlen früher:
-> d.h. man erreicht max Druck beim richtigen Winkel. -> Leistung
Das geht aber nicht immer. Weil man eben sonst an die Selbstzündungsgrenze gerät. Also das Kraftstoff-Luft Gemisch zündet von selbst (explosionsartig) aufgrund hohem Druck und hoher Temperatur. Das nennt man "Klopfen" und beschädigt den Motor. Zumindest wenns öfters passiert. Die Oktanzahl gibt an wie stark der Kraftstoff zum "Klopfen" neigt. Umso höher der Wert umso weniger neigt er zum Klopfen. Fährt man nun mit niedriger Oktanzahl muss der Motor später zünden damit man nicht ins Klopfen gerät.( -> Klopfregelung, ohne diese müssten wir alle nur Super Plus tanken)
Das bedeutet dann zwar weniger Leistung und mehr Verbrauch aber dafür überlebt der Motor Gilt aber nur bei hohen Drehzahlen, denn bei Niedrigen gerät man so gut wie nie ins Klopfen. Da ist es egal was man fährt.
Pauschal kann man das aber nicht so einfach sagen, es spielt ziemlich viel ein Rolle. Deswegen sind Motorsteuerungen auch nicht gerade simpel.

Vielleicht hat euch das etwas geholfen
Gruß
Vec

... auch wenn's wohl keine Sau interessieren wird ...

tut es schon!

 

[TheSilverBullet]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Zwischen 4.000 1/min und 5.000 1/min ändert sich der Zündwinkel nicht mehr weiter ... pendelt irgendwo knapp über 30° herum. Bei einem 3.0 dürften sich durch die andere Zylinderabmessung sowieso andere Werte ergeben.

Vermutlich ist das die untere (Software Sicherheits-)grenze, die für 98Oktan Treibstoff ausgelegt wurde.
Frei nach dem Motto: egal was die Sensoren sagen, noch früher zünden kann einfach nicht sein.
Da - wenn ich mich recht erinnere - Gas wohl einen höheren Oktanwert hat, wird das vermutlich erst bei widrigen (heißen) Umweltbedingungen zum Vorteil werden.
Das Gleich gilt für Suuuuper Pluhus Ultra Viehpower, im Normalbetrieb bei tiefen bis mittleren Temperaturen nutzt der Motor die Reserven des Treibstoffes (wenn sie denn vorhanden sind) einfach nicht aus.

 

[The Madman]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Ich habe in meinen Unterlagen etwas dazu gefunden.
Dort steht dass die Zündung so erfolgen sollte, dass der Verbrennungshöchstdruck 10 bis 20 KW° ( Kurbelwinkelgrad) nach OT anliegt.

Hätten wir die genauen Daten könnten wir errechnen wann gezündet werden muss, damit die Flammfront den Kolben bei 20KW° nach OT erreicht.

Wir haben mal eine Rechnung gemacht bei der der Abstand von Zündkerze zu Kolben 2cm betrug. Geschwindigkeit der Flammfront war mit 20m/s angegeben.
Daraus folgt eine Zeit von 1/1000 s bis Erreichen des Kolbens.
Bei 1200 1/min haben wir 7200KW°/s, daraus ergibt sich, dass 7,2KW° vor dem jeweiligen KW° gezündet werden muss an welchem die Flammfront den Kolben erreichen soll.

Man sieht also, dass bei geringer Drehzahl sogar nach OT gezündet werden kann, wenn die Flammfront den Kolben erst bei 20KW° nach OT erreichen soll.

Grüsse Mad

 

[The Madman]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

;x hab wohl wieder zu lange zum Schreiben gebraucht. Einiges wurde ja schon beantwortet.

 

[Jokin]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Also erstmal Respekt! Hätte nicht gedacht, dass wir doch so viele interessante und für mich neue Informationen zusammenbringen

@MadMan: macht nix, wenn's schon geschrieben wurde. Bestätigungen oder etwas andere Erklärungen sind immer gut! Wenn sich Aussagen dann trotzdem decken, ist's doch optimal

Das mit dem frühesten Zündwinkel von ca. 34° klingt plausibel. Denn die bisherige immer wieder gehörte Meinung besagt ja, dass keine Optimierung für mehr als 98 Oktan vorgesehen ist.

Ist auf der anderen Seite ja auch nicht schlecht, denn durch die schnellere Verbrennung von Gas hat man ja einen Effekt, dass der maximale Druck dichter am OT liegt als mit Benzin ...

Leider aktualisiert selbst die "Echtzeitdatenerfassung" nicht wirklich in Echtzeit und bekommt gar nicht alles mit.

Genial wäre es, die Daten des Klopfsensors anzuzapfen ... geht nur leider für Nicht-BMW-Motorenentwickler oder -Elektroniker nicht ... *grmpf*

 

[The Madman]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Ist auf der anderen Seite ja auch nicht schlecht, denn durch die schnellere Verbrennung von Gas hat man ja einen Effekt, dass der maximale Druck dichter am OT liegt als mit Benzin ...

Nicht unbedingt, wenn der Höchstdruck zu nahe an OT oder im schlimmsten Falle bei OT anliegt ist die Belastung der Bauteile zu hoch. Deshalb wird ja auch angestrebt 10 bis 20° nach OT den max. Druck zu erzielen.
Aber davor schütz die Klopfregelung deinen Motor.

Grüsse Mad

 

[Jokin]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Deshalb wird ja auch angestrebt 10 bis 20° nach OT den max. Druck zu erzielen.
Aber davor schütz die Klopfregelung deinen Motor.

Oh, das kann also der Klopfsensor auch herausfinden? Im Z4 haben wir ja 2 Klopfsensoren. Die registrieren also nicht nur das "Klopfen", sondern eher den Verbrennungszeitpunkt. Wenn das Stuergerät also feststellt, dass die Verbrennung zu dicht hinterm OT ist, dann wird der Zündzeitpunkt später angesetzt ... gell? (klingt logisch)

Und während einer Umdrehung haben wir 3 Zündungen - also jede Zündung 120° versetzt, soweit auch richtig, oder? Damit kann der Klopfsensor dann ja auch in einem breiten Bereich eine Frühzündung prima erkennen ... (ok, nicht direkt die "Frühzündung", sondern eher die "zu frühe Verbrennung").

 

[The Madman]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Die registrieren also nicht nur das "Klopfen", sondern eher den Verbrennungszeitpunkt.

Nein, sie erkennen nur das Klopfen, welches aber unter anderem bei zu früher Zündung entsteht.

Ob aber eine zu frühe Zündung immer zu einer unkontrollierten klopfenden Verbrennung führt weiß ich nicht.

Mal eine Frage zu deinem Gas. Ich hab mal gehört, dass LPG eher lamgsamer verbrennen soll als Benzin, jedoch einen höheren Oktanwert besitzt. Keine Ahnung ob das stimmt.

Grüsse Mad

 

[Elias]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Ich melde mich einfach mal als noch einer, den das Thema einfach interessiert.

Zur Abgrenzung kann ich noch beitragen, dass ich vor vielen Jahren bei einem Ford Taunus das Problem der richtigen Zündzeitpunkt-Einstellung hatte. Von elektronischer Zündung war da natürlich keine Rede. Und der Klopfsensor war mein Trommelfell :). Die Grundeinstellung für den Zündzeitpunkt (per Stroboskop) lag bei 12 Grad vor OT und war damit recht früh. Vor dem Facelift dieses Modells war bei anderem Vergaser ein Wert von 6 Grad vorgesehen. Die Verstellungen durch Fliehkraft und Unterdruck bewegten diesen Zeitpunkt nur in Richtung früh, nicht spät. Und ein Gesamtzeitpunkt bis 30 Grad vor OT kommt mir daher plausibel vor.

Damals war also der späteste Zeitpunkt 12 Grad vor OT! Und eine Einstellung 2 Grad später (also 10 Grad vor OT) führte bereits zu merklichen Leistungseinbußen, musste aber bei höheren Temperaturen sein. (Deshalb tanke ich übrigens bisher nur 98 Oktan - damit der Klopfregler nichts zu tun bekommt.)

 

[Elias]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

... Klopfregelung, ohne diese müssten wir alle nur Super Plus tanken ...
Das bedeutet dann zwar weniger Leistung und mehr Verbrauch aber dafür überlebt der Motor Gilt aber nur bei hohen Drehzahlen, denn bei Niedrigen gerät man so gut wie nie ins Klopfen. Da ist es egal was man fährt.
Pauschal kann man das aber nicht so einfach sagen, es spielt ziemlich viel ein Rolle. Deswegen sind Motorsteuerungen auch nicht gerade simpel ...

Ich würde das ein wenig anders formulieren: Die Gefahr des Klopfens besteht nicht nur bei hoher Drehzahl, sondern immer, wenn dem Motor ein hohes Drehmoment (d. h. eine hohe Leistung bei der jeweiligen Drehzahl) abverlangt wird. Bei dem Motor, den ich in meinem vorigen Beitrag erwähnt habe, trat das Klopfen meist zuerst in der Gegend von 2500 Umdrehungen auf. Bei hohen Drehzahlen auch, aber das nicht so früh und nicht so gut hörbar.

 

[Jokin]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Nein, sie erkennen nur das Klopfen, welches aber unter anderem bei zu früher Zündung entsteht.

Aber woher weiß das Steuergerät, ob die Verbrennung nicht schon vor ca. 10° nach OT abgelaufen sein könnte?
Wenn der Klopfsensor also wirklcih nur das Klopfen registriert, könnte man per Oszilloskop die Signale des Klopfsensors bekommen? ... mmh .. nur ungünstig, so einen Aufbau zu realisieren, wenn das Klopfen eh nur bei Volllast auftritt.

Mal eine Frage zu deinem Gas. Ich hab mal gehört, dass LPG eher lamgsamer verbrennen soll als Benzin, jedoch einen höheren Oktanwert besitzt. Keine Ahnung ob das stimmt.

Höherer Oktanwert auf jeden Fall, wird von vielen Quellen bestätigt. Dass die Flammgeschwidigkeit um 1/3 höher ist, hab ich nur aus Foren - keine wirkliche "Quelle" also.

 

[Veccio]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

da misch ich mich nochmal kurz ein :)

Klopfen tritt ja auf, wenn sich das Gemisch bei hoher Temperatur und Kompression in einen Bereich bewegt in dem es unkontrolliert verbrennt. Also quasi selbst zündet. Und das schlagartig. Die Sensoren erkennen einfach ob so etwas bevorsteht bzw bereits passiert ist. Dann wird der Zündwinkel verändert.

Ein früher Zündzeitpunkt führt dann zum Klopfen wenn , und wenn auch nur in Teilbereichen des Brennraums, unverbrauchtes Kraftstoffgemisch nach der eigentlichen Verbrennung die Selbstzündungsbedingung erreicht.

 

[Veccio]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Aber woher weiß das Steuergerät, ob die Verbrennung nicht schon vor ca. 10° nach OT abgelaufen sein könnte?
Wenn der Klopfsensor also wirklcih nur das Klopfen registriert, könnte man per Oszilloskop die Signale des Klopfsensors bekommen? ... mmh .. nur ungünstig, so einen Aufbau zu realisieren, wenn das Klopfen eh nur bei Volllast auftritt.

Das Steuergerät weiß das aus seinem Kennfeld. Dies wird am Motorprüfstand aufgenommen. Da regelt man einfach so lange nach bis ca 50% Verbrennungsumsatz bei etwa 8° nach OT erreicht ist. Also kurz nachdem der Zylinder seinen Weg nach unten angetreten hat in etwa die Hälfte des Kraftstoffes verbrannt ist.
Man fährt ganz einfach immer ein Kennfeld ab. Mit Beispielsweise der Drehzahl als eine Größe. Kommt es dennoch zum Klopfen. Temp. oder falscher Kraftstoff, dann regelt das Steuergerät nach und nimmt einfach ein anderes Kennfeld.

 

[Chris_1977]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Also bevor hier zu viele Halbwahrheiten über Klopfen die Runde machen, hab ich mal mein Verbrennungsmotoren-Lexikon zur Hilfe geholt. Hier das Wichtigste über Klopfen:

Bei einer Verbrennung unter normalen Bedingungen wird durch den Funken der Zündkerze das Gemisch entzündet. Die Flammenfront bewegt sich dreidimensional von der Zündkerze aus durch den Brennraum, bis das ganze Luft-Kraftstoff-Gemisch oxidiert ist. Im Falle des Klopfens entzündet sich ein Tel des Gemischs an heißen Stellen des Brennraums z.B. am Auslassventil selbständig durch den gesteigerten Verbrennungsdruck und die sich daraus ergebende Temperatur, noch bevor die Flammenfront diese Bereich erreicht hat. Es kommt zu einem schlagartigen Druckanstieg bis zu 50000 bar /s. Die Verbrennungsgeschwindigkeit steigt auf ca. 300 m/s. Durch den daraus resultierenden erhöhten Wärmeübergang können Bauteile durchbrennen oder durch die Druckwellen beschädigt werden.

Es gibt 2 verschiedene Arten von Klopfen:

Beschleunigungsklopfen:
Tritt auf bei niedriger Drehzahl und hohen Drehmomenten, da hier das Gemisch lange Zeit hat aufzuheizen.

Hochgeschwindigkeitsklopfen (oder Hochdrehzahlklopfen):
Tritt bei hohen Leistungen und hohen Drehzahlen aufgrund hoher Brennraumtemperaturen auf, da sich dann heiße Stellen ("Klopfnester") bilden.

Klopffördernd sind:
- hohe Verdichtung
- hohe thermische Belastung des Brennraums
- frühe Zündwinkel
- Brennraumablagerungen
- hohe Luftdichte
- ungenügende Motorkühlung
- dezentrale Zündkerzen

Hoffe es gibt jetzt ein wenig Klarheit über das Thema Klopfen.

 

[Jokin]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Das Steuergerät weiß das aus seinem Kennfeld. Dies wird am Motorprüfstand aufgenommen. Da regelt man einfach so lange nach bis ca 50% Verbrennungsumsatz bei etwa 8° nach OT erreicht ist. Also kurz nachdem der Zylinder seinen Weg nach unten angetreten hat in etwa die Hälfte des Kraftstoffes verbrannt ist.
Man fährt ganz einfach immer ein Kennfeld ab. Mit Beispielsweise der Drehzahl als eine Größe. Kommt es dennoch zum Klopfen. Temp. oder falscher Kraftstoff, dann regelt das Steuergerät nach und nimmt einfach ein anderes Kennfeld.

Ja, aber wenn man einen Kraftstoff tankt, der schneller verbrennt, dann habe ich die 50% nicht bei 8° nach OT, sondern schon vorher, das ist ja nun nicht gerade förderlich für den ganzen Prozess. Und wenn das "System" dies nicht erkennen kann und es auch keine negativenspürbaren Auswirkungen gibt, könnte das ja auch bedeuten, dass das Gas nun doch nicht schneller verbrennt?

Ist die Verbrennungsgeschwindigkeit nicht auch vom Druck abhängig? Bei hohem Druck würde ich mal eine schnellere Ausbreitung vermuten.

@Chris1977: genau so hab ich das Klopfen auch immer verstanden

Wenn man nun noch alles prakisch belegen könnte ... *träum*

 

[M_M_M]

AW: Zündwinkel (sehr technisch betrachtet)

Hallo,

da ich selbst Applikateur von Motorsteuerungen bin (das sind diejenigen Ingenieure, die z.B. die ca. 4000 Kennfelder / Kennlinien / Kennwerte in der Motorsteuerung bedaten), kann ich vielleicht einiges zu diesem Thread beitragen.
Leider haben sich hier etliche Halbwahrheiten eingeschlichen, das es mir zu viel wird heute noch alle Fehler auszuarbeiten und zu berichtigen.

Hier nur ein paar Stichpunkte:
- zum Thema Klopfen hat @Chris_1977 ja in der Literatur etwas gefunden, dann kann ich mir da erstmal sparen.

- Der Zündzeitpunkt ist variabel über Last und Drehzahl. Vor allem mit steigender Drehzahl muß i.d.R. früher gezündet werden.
Beispiel für dieses komplexe Kennfeld seht ihr unten rechts (Quelle: "Bosch: Kraftfahrtechnisches Handbuch").

- Der Klopfsensor (oder mehrere) kann nur das Klopfen selbst "hören" (wurde auch schon klargestellt), das Signal läßt sich aber mit einem handelsüblichen Oszilloskop darstellen.
"Hören" tut der Sensor die schon beschriebenen, unkontrollierten Verbrennungen, sog. Druckspitzen. Zu sehen in Grafik unten links (Quelle: "Bosch: Kraftfahrtechnisches Handbuch")

- Der Klopfsensor wird für die Klopfregelung benötigt. Klopft der Motor (z.B. in der Höhe, bei Hitze, wegen schlechtem Sprit, o.ä), verstellt die Klopfregelung den Zündzeitpunkt schnell in Richtung "spät" (i.d.R. bis max. 12°), bis kein klopfen mehr zu hören ist. Anschließend wird der Zündzeitpunkt (ZZP) wieder minimal (und langsam) Richtung "früh" gestellt, bis das Klopfen wieder hörbar wird. Dann geht es wieder Richtung "spät".
So regelt die Klopfregelung immer am optimalen ZZP. Deswegen macht Chiptuning mit der klassischen ZZP - Frühverstellung heute meist keinen Sinn mehr, weil es da nichts mehr zu holen gibt (keine Regel ohne Ausnahme, das hat aber andere Gründe und führt hier zu weit).

- Einen festen ZZP hat man früher mal einstellen können, der bezog sich aber nur auf den Leerlauf. Sobald die Drehzahl erhöht wurde ist der ZZP auch Richtung früh gewandert (z.B. durch Fliehkraftverteiler).

- Die heutigen Zündungen sind vollelektronisch. Endstufen im Steuergerät "befeuern" die heute verwendeten Einzelzündspulen.

Gruß
Michael