Woraus sich der Luftbedarf ergibt
Ein Verbrennungsmotor ist im Kern eine Luftpumpe. Wie viel Leistung er abgeben kann, hängt vor allem davon ab, wie viel Luft er pro Zeit in die Zylinder bekommt, denn nur mit ausreichend Sauerstoff lässt sich Kraftstoff verbrennen. Der Luftmassenstrom ist deshalb die Ausgangsgröße für die Auslegung von Luftfilter, Luftmassenmesser, Drosselklappe, Einspritzdüsen und Turbolader.
Ein Viertakter saugt bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung einmal den gesamten Hubraum an, ein Zweitakter bei jeder Umdrehung. Der Liefergrad gibt an, welcher Anteil dieses theoretischen Volumens tatsächlich gefüllt wird. Strömungsverluste senken ihn, Resonanzeffekte im Saugrohr können ihn über 100 Prozent heben.
Aus dem Volumenstrom wird über die Luftdichte der Massenstrom. Die Dichte folgt aus der Gasgleichung für ideale Gase: Mehr Druck und kältere Luft bedeuten mehr Masse im gleichen Volumen. Genau dieses Prinzip nutzen Aufladung und Ladeluftkühlung.
Ergebnisse richtig deuten
Die Rechnung bezieht den Liefergrad auf den Zustand im Saugrohr, also nach Turbolader und Ladeluftkühler. Tragen Sie deshalb die dort gemessene oder geschätzte Temperatur ein und nicht die Außentemperatur. Bei Saugmotoren sind beide Werte ähnlich, bei aufgeladenen Motoren kann der Unterschied leicht 50 Kelvin betragen.
Als grobe Faustregel aus der Praxis gilt, dass ein Ottomotor je Kilowatt Leistung bei Volllast etwa 4 bis 5 Kilogramm Luft pro Stunde benötigt. Der Wert schwankt mit Wirkungsgrad und Gemisch. Er hilft aber, die Ergebnisse auf Plausibilität zu prüfen: 725 Kilogramm pro Stunde passen zu einem Motor mit rund 150 bis 180 Kilowatt.
Für den Luftmassenmesser zählt meist die Angabe in Gramm pro Sekunde. Liegt der berechnete Spitzenwert über dem Messbereich des Sensors, sind ein größeres Gehäuse oder eine andere Kalibrierung nötig. Ebenso lässt sich der Kraftstoffbedarf mit der Förderleistung von Pumpe und Einspritzdüsen vergleichen, wobei ein angefettetes Volllastgemisch mehr Kraftstoff braucht.
Der Rechner liefert Auslegungswerte, keine Messung. Änderungen an Motor, Aufladung oder Abgasanlage können die Betriebserlaubnis berühren und sind in Deutschland in der Regel eintragungspflichtig. Den passenden Ladedruck und die Ladelufttemperatur ermitteln Sie mit dem Ladedruck-Rechner, den Hubraum aus Bohrung und Hub mit dem Hubraum-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Luft rechnen.
- Saugrohr: Temperatur dort.
- Liefergrad: Realistisch wählen.
- Sensor: Messbereich prüfen.
- Kraftstoff: Pumpe passend.
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Häufige Fragen
Was ist der Liefergrad?
Das Verhältnis der tatsächlich angesaugten Luftmasse zur theoretischen Füllung des Hubraums.
Warum braucht ein Turbomotor mehr Luft?
Der Ladedruck erhöht die Dichte, sodass mehr Luftmasse in denselben Hubraum passt.
Wie viel Luft braucht ein Liter Benzin?
Rund 11 Kilogramm, da Benzin etwa 0,74 kg je Liter wiegt und 14,7 kg Luft je kg nötig sind.
Wozu braucht man den Luftmassenstrom?
Zur Auslegung von Luftfilter, Luftmassenmesser, Einspritzung und Turbolader.
Wie hoch ist der Liefergrad bei Saugmotoren?
Meist zwischen 80 und 100 Prozent.
- Luftbedarf Motor berechnen
- Luftmassenstrom berechnen
- Luftmasse Motor kg/h
- Luftmassenmesser g/s berechnen
- Liefergrad Motor
- Luftdurchsatz Verbrennungsmotor
Rechtlicher Hinweis: Die Werte sind Richtwerte. Maßgeblich sind Ihre Fahrzeugpapiere, Verträge und die Angaben der Hersteller und Behörden.
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