Kreisprozesse im Wärmekraftmaschinen Prof. Dr.-Ing. habil. Cornel Stan Westsächsische Hochschule Zwickau

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme THERMISCHE ANTRIEBE THERMODYNAMISCHE PROZESSE – UMSETZBARKEIT UND GRENZEN VERBRENNUNGSMOTOREN – POTENTIALE UND TRENDS KOLBENMOTOREN VERBESSERTE PROZESSFÜHRUNG INNERE GEMISCHBILDUNG DURCH DIREKTEINSPRITZUNG IN OTTO- UND DIESELMOTOREN KONTROLLE DES VERBRENNUNGSPROZESSES; SELBSTZÜNDVERFAHREN VOLLVARIABLE VENTILSTEUERUNG DOWN SIZING ALS PLATTFORM FORTGESCHRITTENER KONZEPTE ZU LADUNGSWECHSEL, GEMISCHBILDUNG UND VERBRENNUNG KONVERGENZ DER PROZESSE IN OTTO- UND DIESELMOTOREN STRÖMUNGSMASCHINEN STIRLINGMOTOREN APS-2002 /2

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme THERMISCHE ANTRIEBE THERMODYNAMISCHE PROZESSE – UMSETZBARKEIT UND GRENZEN VERBRENNUNGSMOTOREN – POTENTIALE UND TRENDS KOLBENMOTOREN VERBESSERTE PROZESSFÜHRUNG INNERE GEMISCHBILDUNG DURCH DIREKTEINSPRITZUNG IN OTTO- UND DIESELMOTOREN KONTROLLE DES VERBRENNUNGSPROZESSES; SELBSTZÜNDVERFAHREN VOLLVARIABLE VENTILSTEUERUNG DOWN SIZING ALS PLATTFORM FORTGESCHRITTENER KONZEPTE ZU LADUNGSWECHSEL, GEMISCHBILDUNG UND VERBRENNUNG KONVERGENZ DER PROZESSE IN OTTO- UND DIESELMOTOREN STRÖMUNGSMASCHINEN STIRLINGMOTOREN APS-2002 /3

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Sonne Wasser Wind Energie- quellen Zeit Luft  Energie-Umwandlung an Bord Heißes Fluid Wasserstoff Alkohole Pflanzenöle NiCd ZiBr Gas, Benzin, Diesel Energiespeicher + Elektrisch - Pb Energie-Speicherung (thermisch) Energie-Umwandlungs- station Energie-Umwandlung an Bord Optimierte thermodynamische Kreisprozesse Elektromotor Gleichstrom Hybrid Verbrennungsmotor Drehstrom Otto, Kolben, DE, 4 Takt Asynchron Otto, Kolben, DE, 2 Takt Synchron Diesel, Kolben,DE, 4 Takt Diesel, Kolben, DE, 2 Takt Wankel Stirling Strömungsmaschine, radial Strömungsmaschine, axial ANTRIEBSSYSTEME, ENERGIESPEICHERFORMEN UND ENERGIEUMWANDLUNGSKONZEPTE FÜR FAHRZEUGANTRIEBE APS-2002 /4

Stirling-Kreisprozess Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Carnot-Kreisprozess Stirling-Kreisprozess Otto-Kreisprozess Diesel-Kreisprozess Seiliger Kreisprozess Joule-Kreisprozess Ackeret-Keller-Kreisprozess IDEALE KREISPROZESSE IN WÄRMEKRAFTMASCHINEN APS-2002 /5

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme AB: ISOTHERME Wärmezufuhr / Entlastung qzu / wEntl BC: ISENTROPE - / Entlastung - / wEntl CD: ISOTHERME Wärmeabfuhr / Verdichtung qab / wverd DA: ISENTROPE - / Verdichtung - / wverd pmax qzu  A  T [K] A B  p [N/m²] qzu  Tmin pmin B Tmax D  qab D  qab C C v [m³/Kg]  s [J/KgK]  Carnot-Kreisprozess APS-2002 /6

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Stirling-Kreisprozess AB: ISOCHORE Wärmezufuhr / - qzu / - BC: ISOTHERME Wärmezufuhr / Entlastung q‘zu / wEntl CD: ISOCHORE Wärmeabfuhr / - qab / - DA: ISOTHERME Wärmeabfuhr / Verdichtung q‘ab / wverd  p [N/m²]  T [K] B q‘zu  B C Tmax q‘zu  qzu  qzu  qab C A qab  q‘ab Tmin A D  q‘ab D v [m³/Kg]  s [J/KgK]  Stirling-Kreisprozess APS-2002 /7

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Stirling-Motor APS-2002 /8

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme AB: ISOCHORE Wärmezufuhr / - qzu / - BC: ISENTROPE - / Entlastung - / wEntl CD: ISOCHORE Wärmeabfuhr / - qab / - DA: ISENTROPE - / Verdichtung - / wverd B B qzu   p [N/m²] qzu  DI  T [K] A A C C  qab qab D D v [m³/Kg]  s [J/KgK]  B B qzu   p [N/m²] IDI qzu   T [K] A A C qab C  qab D D v [m³/Kg]  s [J/KgK]  Otto-Kreisprozess APS-2002 /9

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme AB: ISOBARE Wärmezufuhr / Entlastung qzu / wEntl BC: ISENTROPE - / Entlastung - / wEntl CD: ISOCHORE Wärmeabfuhr / - qab / - DA: ISENTROPE - / Verdichtung - / wverd qzu  B A B qzu   p [N/m²]  T [K] A C C qab  qab D D s [J/KgK]  v [m³/Kg]  Diesel-Kreisprozess APS-2002 /10

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Seiliger Kreisprozess AB: ISOCHORE Wärmezufuhr / - qzu1 / - BC: ISOBARE Wärmezufuhr / Entlastung qzu2/ wEntl CD: ISENTROPE - / Entlastung - / wEntl DE: ISOCHORE Wärmeabfuhr / - qab/ - EA: ISENTROPE - / Verdichtung - / wverd qzu2  qzu2  C B C B qzu1   p [N/m²]  T [K] qzu1  A D A D qab  qab E E s [J/KgK]  v [m³/Kg]  Seiliger Kreisprozess APS-2002 /11

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Viertakt-Kolbenmotor APS-2002 /12

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Viertakt-Kolbenmotoren APS-2002 /13

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme  p [N/m²] D qzu  A v [m³/Kg]  DI C B qab Viertakt-Kolbenmotor mit Fremdzündung (Otto Kreisprozess) APS-2002 /14

Viertakt-Kolbenmotor mit Fremdzündung (Otto Kreisprozess) Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Viertakt-Kolbenmotor mit Fremdzündung (Otto Kreisprozess) APS-2002 /15

Viertakt-Kolbenmotor mit Fremdzündung (Otto Kreisprozess) Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme Viertakt-Kolbenmotor mit Fremdzündung (Otto Kreisprozess) APS-2002 /16

Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme AB: ISOBARE Wärmezufuhr / Entlastung qzu / wEntl BC: ISENTROPE - / Entlastung - / wEntl CD: ISOBARE Wärmeabfuhr / Verdichtung qab / wverd DA: ISENTROPE - / Verdichtung - / wverd B qzu  A B  p [N/m²]  T [K] qzu  A  qab C C D  qab D s [J/KgK]  v [m³/Kg]  Joule-Kreisprozess APS-2002 /17

qzu  q‘zu   q‘zu qzu  qab q‘ab  q‘ab  qab Professor C. Stan – Alternative Antriebssysteme AB: ISOBARE Wärmezufuhr / Entlastung qzu / wEntl BC: ISOTHERME Wärmezufuhr / Entlastung q‘zu / wEntl CD: ISOBARE Wärmeabfuhr / Verdichtung qab / wverd DA: ISOTHERME Wärmeabfuhr / Verdichtung q‘ab / wverd qzu   T [K] A B q‘zu   p [N/m²] B C  q‘zu qzu  qab q‘ab  q‘ab A  qab D D C v [m³/Kg]  s [J/KgK]  Ackeret-Keller-Kreisprozess APS-2002 /18