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Formeln: Motor

Hubraum, Verdichtungsverhältnis, mittlere Kolbengeschwindigkeit, Leistung aus Drehmoment und Drehzahl, effektiver Mitteldruck und Wirkungsgrad.

OTUTVcVhHub sBohrung dHubraum je ZylinderVh = π · d² / 4 · s82,5 mm × 92,8 mm → 496 cm³Verdichtungsverhältnisε = (Vh + Vc) / Vc(496 + 49,6) / 49,6 = 11GesamthubraumVH = Vh · i4 Zylinder → 1984 cm³
Der Kolben ist am unteren Totpunkt gezeichnet, gestrichelt am oberen. Ottomotoren verdichten etwa 10 bis 14 : 1, Diesel 15 bis 20 : 1.
GesuchtFormelGrößen und EinheitenBeispiel
Hubraum je ZylinderVh = π · d24 · sd Bohrung, s Hub82,5 × 92,8 mm → Vh = 496 cm³
GesamthubraumVH = Vh · ii Zylinderzahl4 · 496 cm³ → VH = 1984 cm³
Verdichtungsverhältnisε = Vh + VcVcVc Verdichtungsraum496 + 49,6 cm³ → ε = 11
Mittlere Kolbengeschwindigkeitvm = 2 · s · n60vm in m/s, s in m, n in 1/min92,8 mm, 6000 1/min → vm = 18,6 m/s
MotorleistungP = M · n9550P in kW, M in Nm, n in 1/min320 Nm bei 4000 1/min → P = 134 kW
Effektiver Mitteldruck (Viertakt)pme = 1200 · PVH · npme in bar, P in kW, VH in l134 kW, 1,984 l, 4000 1/min → pme = 20,3 bar
Kilowatt in PSPPS = PkW · 1,361 PS = 0,7355 kW134 kW → 182 PS
Wirkungsgrad aus Verbrauchη = 3 600 000be · Hube in g/kWh, Hu in kJ/kg230 g/kWh, Diesel 42 700 kJ/kg → η = 0,37
Der Viertaktmotor zündet je Zylinder nur bei jeder zweiten Umdrehung; daher steht im Mitteldruck 1200 statt 600. Leistung entsteht aus Drehmoment und Drehzahl: Das größte Drehmoment liegt meist deutlich unter der Nenndrehzahl.

Quelle: DIN 1940 (Verbrennungsmotoren, Begriffe) und ISO 1585 (Motorleistung) sinngemäß, Stand 1976 bzw. 2020. Richtwerte für die Praxis, maßgeblich sind die gültigen Normen und Herstellerangaben.

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