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Das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem Vespa Motor wird gekennzeichnet durch sein Verbrennungsluftverhältnis λ. Das Zeichen λ wird als Lambda ausgesprochen, dem 11. Buchstaben aus dem griechischen Alphabet. Lambda wird als Luftverhältnis oder Luftzahl bezeichnet und ist eine dimensionslose Kennzahl aus der Verbrennungslehre. Es gibt das Massenverhältnis von Luft zu Brennstoff relativ zum jeweils stöchiometrisch idealen Verhältnis für einen theoretisch vollständigen Verbrennungsprozess an.
Beim stöchiometrischen Kraftstoffverhältnis ist genau die Luftmenge vorhanden, die theoretisch benötigt wird, um den Kraftstoff vollständig zu verbrennen. Dieses Verhältnis wird als λ=1 bezeichnet. Bei Benzin beträgt das Massenverhältnis dabei 14,7:1. Bei λ=1 besteht das Gemisch also schlussfolgernd aus 14,7 Teilchen Luft zu einem Teilchen Benzin.
Ist das Gemisch zu fett, so fällt der Lambda-Wert unter 1. Ist das Gemisch zu mager, steigt der Lambda-Wert über 1.
Aus dieser Kennzahl lassen sich Rückschlüsse auf den Verbrennungsverlauf, Temperaturen und den Wirkungsgrad bei einem Vespa-Motor ziehen. Mittlerweile werden bei der Vergasereinstellung zur Überprüfung der Gemischbildung› sogenannte Lambda-Sonden eingesetzt.
Inhaltsverzeichnis
Umwelteinflüsse auf das Verbrennungsluftverhältnis
Ist der Vergaser einer Vespa korrekt eingestellt, so wird in allen Lastbereichen der Lambda Wert im Bereich 1 liegen. Es gibt jedoch Umwelteinflüsse, welche das Verbrennungsluftverhältnis beeinflussen. Ein Umwelteinfluss ist beispielsweise die Luftdichte.
Luftdichte
Die Luftdichte ρ gibt an, wie viel Masse Luft in einem bestimmten Volumen enthalten ist. Auf Meeresspiegelhöhe ist die Luft mit ∼1,2041 kg/m³ (0,0012 g/cm³) bei 20 °C durch die darüber lastende Luftmasse stärker zusammengedrückt als in größerer Höhe: Die Luft ist also am Boden im Verhältnis zur Höhe dichter.
Die Luft hat am Boden immer die höchste Dichte und den höchsten Luftdruck. In größeren Höhen wird die Luft immer dünner. Wäre die Temperatur in allen Höhen gleich, so würden Luftdruck und Luftdichte auch gemeinsam mit zunehmender Höhe nach dem Gasgesetz abnehmen. Die Temperatur in verschiedenen Höhen variiert stark.
Auch die Luftfeuchtigkeit hat einen Einfluss auf die Luftdichte. Fällt die Luftfeuchtigkeit, steigt die Luftdichte. Letzteres liegt daran, dass ein H2O-Molekül weniger wiegt als ein N2– oder O2-Molekül.
Die Luftdichte p wird auch durch die Temperatur beeinflusst. Wie bereits geschrieben, beträgt die Luftdichte am Meeresboden bei 20 °C ∼1,2041 kg/m³.
Tabelle für Temperaturabhängigkeit der Luftdichte
Die Werte gelten für Meereshöhe bei einem Luftdruck von 1013 hPa (mbar) ohne Berücksichtigung der Luftfeuchtigkeit.
|Temperatur θ in °C||Luftdichte p in Kg/m³|
|+40||1,1270|
|+35||1,1454|
|+30||1,1644|
|+25||1,1839|
|+20||1,2041|
|+15||1,2250|
|+10||1,2466|
|+5||1,2690|
|0||1,2920|
|-5||1,3163|
|-10||1,3413|
|-15||1,3673|
Vereinfachtes Beispiel für eine Änderung der Luftdichte p
Wir düsen an einem Sommertag früh Morgens auf Meereshöhe den Vergaser ab. Der Lambdawert bei allen Düsenbereichen liegt bei λ=1. Die Temperatur an diesem Morgen beträgt 15 °C. Am Nachmittag fahren wir mit der Vespa eine kleine Tour und die Temperatur in Asphaltnähe ist gestiegen auf 40 °C. Durch die gestiegende Temperatur ist die Luftdichte p gesunken. Der Luftanteil im Verbrennungsluftverhältnis fällt und der Labda-Wert kann abfallen auf bis zu 0,92. Der Motor läuft also insgesamt fetter als am frühen Morgen.