1990 Schematische Darstellung des Toyota-Magermischmotors (MTZ 7-8/1990, S. 306)

LADUNGSWECHSEL AUSTAUSCH DES ABGASES DURCH FRISCHGAS Erstmalig gelang die Sichtbarmachung der Verbrennung in einem

Motor mit geschichteter Ladung anhand stroboskopischer Schwarz-

weißfotos etwa Mitte der 1920er-Jahre. Diese ersten Fotos ermöglichten

den Ingenieuren, die motorische Verbrennung besser zu verstehen.

Die Motorenentwickler passten ihre Konstruktionen dem Ablauf der

Gemischbildung und Verbrennung an. Dieser Wandel vollzieht sich

seither sukzessive bis in die Gegenwart, mit dem Ziel des optimalen

Kraftstoffverbrauchs und geringer Umweltbelastung.

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HISTORIE

Die Unterschiede zwischen Otto- und Dieselmotor sind insbesondere in den Anfängen der MTZ noch sehr deut-lich herausgestellt. Obwohl bereits Bestrebungen der

direkten Kraftstoffeinspritzung für beide Motorenkonzepte in der experimentellen Erprobung stattfinden. Darüber wird immer wieder in der Rundschau, im Anhang der MTZ, berich-tet. Anfänglich verdanken die Motorenkonstrukteure ihre Ent-wicklungsarbeiten der Flugzeugindustrie und der Notwendig-keit, die Flugmotoren in immer größerer Höhe am Laufen zu halten. So kann man aus heutiger Sicht die Entwicklungen auf dem Gebiet des Flugzeugmotors und deren Umsetzung im Motorenbau von Lkw/Bus und Pkw als erfolgreich bezeichnen. Ein Beispiel: BMW, die bis ins Jahr 1928 nur erst Flugzeug- und Motorradmotoren bauten, bevor sie im Pkw-Bereich als Motorenproduzent tätig wurden. Querschnitt und Länge von Ansaug- und Auspuffleitungen, Anzahl der Ein- und Auslass-ventile sind Bestandteil von Untersuchungen. Ventilsteuerzei-ten, Reibung im Innern der Zylinder wie auch im Zylinderkopf sind wichtige Parameter bei der Motorenkonstruktion. Dieses wird in einzelnen Veröffentlichungen der MTZ unter der Rubrik Rund- und Patentschau in den 1940er- bis 1950er-Jahren deut-lich. In der MTZ 1/1941 ist auf S. 33 von der Einspritzbrennkraft-maschine mit kreiselnder Luftladung und auf S. 35 vom Verfahren zum Betrieb von gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen die Rede. In einem Auszug aus dem Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Hans List, den seine Mitarbeiter A. Pischinger und G. Reyl erar-beiteten, – gehalten auf der wissenschaftlichen Motorentagung des VDI anlässlich „75 Jahre Ottomotor“ in Köln (Oktober 1951) – betont er folgendes: „Die während des Ladungswechsels sich abspielenden Vorgänge sind vor allem Strömungsvorgänge, in zweiter Linie auch Mischungs- und Wärmeübergangsvorgänge.“ Hierbei unterscheidet er zwischen rechnerischem und experi-mentellem Verfahren. In der MTZ 2/1954, S. 52 ff., wird vom Übergang von kompressibler zu inkompressibler Strömung berichtet. Dabei wird darauf hingewiesen, dass bei der Berech-nung der Gasströmung in Ansaug- und Auspuffleitungen, nach Öffnen des Auslassventils, ein Druck von mehreren Atmosphä-ren und eine Geschwindigkeit annähernd der Schallgeschwin-digkeit auftreten. Das Thema der Verringerung des Arbeitsver-lusts durch unvollständige Expansion in Verbindung mit einer inneren Kühlung des Einspritzverbrennungsmotors wird aus-giebig in der MTZ 1/1954, S. 3 ff., erörtert. Dabei wird auf den Leistungsverlust hingewiesen, der bei den damals aktuellen Motoren mit großer Literleistung etwa 40 % beim Ottomotor und rund 20 bis 25 % beim Dieselmotor beträgt. Untersuchun-gen der Turbulenzen im Zylinder eines Kolbenmotors sind in der MTZ 8/1959 auf S. 320 dargestellt. Im Inhaltsverzeichnis der MTZ 1/1966 wird erstmalig das Stichwort Ladungswechsel angeführt. In den vorherigen Ausgaben sucht man noch unter Gaswechsel. Fünf Jahre später verweist die MTZ in ihrem Index auf Gemischbildung und Ladungswechsel hin, während ab 1980 das Stichwort Gemischbildung mit dem Hinweis auf Einspritzung und Vergaser ergänzt wird. Eine immer diffiziler werdende Technik bestimmt das Innere eines Motors und dessen Funktion, Stichworte sind hier Aufladung, variabler Ventiltrieb, Zylinderabschaltung und Downsizing. Wohin die weitere Entwicklung des Ladungswechsels geht, beschreiben aktuelle Informationen in der MTZ.

Detlef Krehl

1993 Gemischbildung bei drosselfreier Laststeuerung von Ottomotoren (MTZ 12/1993, S.618)

1973 Honda CVCC-Motor (Compound Vortex Controlled Combustion) (MTZ 4/1973, S. 131)

7 07-08I2014 75. Jahrgang