Missverständnis Turbo, die downsizing Seuche und wieso ich skyactive toll finde....

[Spannungsprüfer13299]

Unter dem Schlagwort "downsizing" werden uns mit Höchstdruck aufgeblasene Mikromotörchen mit der zu erwartenden Lebensdauer einer Eintagsfliege aufgeschwatzt.

Das einzige was diese Mikroben von Verbrennungsmotor können, ist einen völlig realitätsfremden Verbrauchszyklus mit Mini-Verbräuchen zu absolvieren, die eine immer größere Differenz zur Praxis zeigen.

Und dann die Bergründungen:

"der Turbo nutzt die noch in den Abgasen enthaltene Energie"

Unsinn !

Ein Hubkolbenmotor hat ein grundsätzliches Problem: eigentlich wäre es energetisch optimal, wenn das Hubvolumen beim Verdichten geringer wäre als beim Expandieren, denn das heiße Gas benötigt deutlich mehr Volumen um auf Umgebungsdruck zu expandieren als kaltes Gas. Weil das mechanisch aber nicht machbar ist, muß zwangsweise das expandierende Gas mit Restdruck in das Abgassystem entlassen werden.

Motoren, die dies durch nur teilweise Füllung beim Ansaugen zumindest abmildern, wurden schon viele entwickelt, das bekannteste Beispiel ist der Miller Motor. Doch schon der ganz normale Sauger hat das quasi systemimmanent eingebaut, weil durch die unvermeidliche Drosselung beim Saugen die Füllen in aller Regel unter 100% liegt.

Ein Turbo verschlimmert die Situation aus zwei Gründen:

a) durch die erzwungene > 100% Füllung wird der Expansionsraum des Motors noch ungenügender

b) seine für eine rotierende Strömungsmaschine sehr ungünstigen Abmessungen (viel zu klein) führt zu einem allen Hubkolbenmotoren stark unterlegenen Wirkungsgrad. Erst deutlich größere Maschinen, die aber für Fahrzeuge indiskutabel hohe Leistungen haben, erreichen mit ach und krach den Wirkungsgrad einer Hubkolbenmaschine.

Hinzu kommt, daß wegen der Klopfneigung bei Benzinmotoren ein Ladeluftkühler erforderlich wird, der die Energiebilanz weiter verschlechtert, weil hier Wärme abgeführt wird, die dann mühsam wieder durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt werden muß.

Die Mikromotörchen brauchen nur deshalb im Verbrauchszyklus weniger, weil sie hier in aller Regel nur sowenig Leistung abgeben müssen (man betrachte nur die lahmarschigen Beschleunigungszyklen der Messung...) daß sie in einem Bereich laufen, der so stark gedrosselt ist, daß der Turbo praktisch keine Wirkung mehr hat und das ganze als Sauger betrieben wird.

Allerdings als Sauger geringen Hubraums und damit geringer interner Reibungsverluste.

Und voila: man hat ein Verbrauchswunder !

(allerdings nur solange man die im Prospekt versprochene Leistung nicht abruft !)

___________________

Schön, daß mit Mazda wenigstens ein Hersteller den Blödsinn nicht mitmacht und einen optimierten klassischen Sauger dem gegenüber stellt.

Und siehe da: dieser verbraucht im unteren Leistungsbereich etwas mehr wie die Mikromotörchen, aber dafür bei mittlerer und hoher Leistung weniger.

Daß das viel praxisgerechter ist, zeigt sich schon daran, daß Mazda der einzige Hersteller ist, dem es gelang, im praxisnahen Test des ADAC WENIGER als der angegebene Normverbrauch zu verbrennen.

Danke Mazda !

Gruß SRAM

P.S.: wer die Thermodynamik dahinter nicht verstanden hat, dem erkläre ich sie gerne. Ich hab sogar alles, was oben steht mal exemplarisch durchgerechnet.

[towe96]

Kamui, bleibt nur das Problem, dass in 90% der Lastfällen kein gemäß dem Muscheldiagramm effizienter Bereich gefahren werden kann - eben weil man meist nicht 80% Last braucht, sondern nur 20-40%.
Und da die Reibverluste bei hohen Drehzahlen auch steigen, ist man am Ende mit einem höheren Gang wieder besser dran.
Mal davon abgesehen: Versuch mal, von aktuellen Motoren ein solches Diagramm zu bekommen. Das ist gut gehütetes Industriegeheimnis (obwohl da der Gesetzgeber man was tun könnte).

[GaryK]

Kann nicht. Bei kleinen BMW Dieselmotorenverreckt die Steuerkette, die von PSA verrecken an anderen Fehlern 😉

[Diabolomk]

Zitat:

@Kamui77 schrieb am 4. Januar 2016 um 18:10:31 Uhr:

Im Grunde genommen bleibt sich alles beim alten. Es wird viel über ein grernzwertiges Konzept (Downsizing + DI-Turbo) diskutiert, welches vor allem durch Marketing lebt. Wie man sieht sind vielfach auch eher einfache Ventilsteuerungskonzepte verbaut, welche mit angeflanschtem Turbolader als das große Ding verkauft werden. Über die Folgekosten spricht man nicht.

Zur Verbrauchs- und Getriebedebatte kann ich nur sagen, denkt an den spezifischen Kraftstoffverbrauch für den es bei vielen Motoren auch ein entsprechendes Muscheldiagramm gibt. Man mag es im Zuge des Marketinggeschwafels kaum glauben, aber nicht wer am niedertourigsten fährt verbraucht am wenigsten, sondern wer am längstem im besten Motorkennfeld bleibt. Es gibt auch Getriebe die das besonders gut können, die aber von unseren Motorjournalisten verschrieen werden.
Zum guten Schluss noch ein kleiner Soundcheck

Damit outet man sich immer wieder sehr gut als jemand der keinen Überblick hat.

[Sir Donald]

Zitat:

@GaryK schrieb am 4. Januar 2016 um 18:40:11 Uhr:

Kann nicht. Bei kleinen BMW Dieselmotorenverreckt die Steuerkette, die von PSA verrecken an anderen Fehlern 😉

Zumindest einige Jahre lang verbaute BMW im Mini den 1,6er Diesel von PSA.

[Reifenfüller52219]

Zitat:

@Go}][{esZorN schrieb am 4. Januar 2016 um 16:03:21 Uhr:

Das hatte Paul Roche mal selber so angegeben in einem Interview.
Es ging ja hauptsächlich bei den ersten M3 um die Homologation für den Rennsport. Und der erste M3 war für Drehzahlen gemacht, die ein R6 wohl auf Dauer nicht mitgemacht hätte.
Ich denke, wenn das derjenige aussagt, der den Motor entwickelt hat und auch sonst als Motorenpapst bei BMW bekannt war, wird da wohl ein kleines Fünkchen Wahrheit dran sein.
Ansonsten kannst du ja gerne selber mit ihm Kontakt aufnehmen und ihm erzählen, dass er Quatsch gebaut hat.

mfg

Erst sagst Du, die Kurbelwelle würde keine höheren Drehzahlen vertragen, jetzt ist es gleich der R6-Motor als ganzes. Das ist so unsinnig. Der erste M3 E30, über den Du jetzt als Hochdrehzahl-4-Zylinder sprichst, hat seine maximale Leistung bei 6750 U/min. Der M3 E46 mit Reihen-6-Zylinder hat seine maximale Leistung bei 7900 U/min. Ich bezweifele, daß Du Herrn Roche richtig zitiert hast. Daß der R6 keine Drehzahlen verträgt, ist jedenfalls ausgemachter Blödsinn.

[Turboschlumpf49144]

@flat_D : 1. verwechsel bitte nicht Serie und DTM Wagen
2. in der DTM sind die mit bis zu 10 000 U/min gefahren
3. zwischen M20 und S54 liegen auch ein paar viele Jahre Entwicklung

[RageAlucard]

Eigentlich halten gerade R6-Motoren höhere Drehzahlen aus, da die Kurbelwelle nicht so stark schwingt.

[Spiralschlauch42181]

Zitat:

@towe96 schrieb am 4. Januar 2016 um 18:27:30 Uhr:

Kamui, bleibt nur das Problem, dass in 90% der Lastfällen kein gemäß dem Muscheldiagramm effizienter Bereich gefahren werden kann - eben weil man meist nicht 80% Last braucht, sondern nur 20-40%.
Und da die Reibverluste bei hohen Drehzahlen auch steigen, ist man am Ende mit einem höheren Gang wieder besser dran.
Mal davon abgesehen: Versuch mal, von aktuellen Motoren ein solches Diagramm zu bekommen. Das ist gut gehütetes Industriegeheimnis (obwohl da der Gesetzgeber man was tun könnte).

Das ist richtig, wenn man mit konventionellen Getrieben fährt. Es geht aber auch anders und dazu möchte ich auf das

Honda i-MMD Hybridsystem

im Accord Hybrid verweisen. Das Fahrzeug hat einen 2.0L Atkinson Saugmotor, zwei

Elektromotoren

und eine Überbrückungskupplung. In der Arbeitsweise ähnelt er etwas dem Opel Ampera. Zu Beginn arbeitet er als serieller

Hybride

, der Verbrenner wird immer im optimalen Bereich betrieben, gibt die Leistung an einen Generator ab, der wiederum Akku und Elektromotor zum Fahrantrieb speist. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit, greift die Überbrückungskupplung, der Verbrenner treibt das Fahrzeug direkt an und wird vom Elektromotor nach Bedarf unterstützt oder belastet - jetzt arbeitet er als paralleler Hybride. Siehe Seite 37 Fig. 6 mit Wirkungsgraddiagramm.

[towe96]

Zitat:

@Kamui77 schrieb am 4. Januar 2016 um 21:27:42 Uhr:

Das ist richtig, wenn man mit konventionellen Getrieben fährt. Es geht aber auch anders und dazu möchte ich auf das Honda i-MMD Hybridsystem im Accord Hybrid verweisen. Das Fahrzeug hat einen 2.0L Atkinson Saugmotor, zwei Elektromotoren und eine Überbrückungskupplung. In der Arbeitsweise ähnelt er etwas dem Opel Ampera. Zu Beginn arbeitet er als serieller Hybride, der Verbrenner wird immer im optimalen Bereich betrieben, gibt die Leistung an einen Generator ab, der wiederum Akku und Elektromotor zum Fahrantrieb speist. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit, greift die Überbrückungskupplung, der Verbrenner treibt das Fahrzeug direkt an und wird vom Elektromotor nach Bedarf unterstützt oder belastet - jetzt arbeitet er als paralleler Hybride. Siehe Seite 37 Fig. 6 mit Wirkungsgraddiagramm.

Ja gut, dass das bei nem Hybriden anders aussieht, ist mir schon klar.

Ein Notstromaggregat wird genauso in dem Bereich gefahren.

Das hat aber recht wenig mit Turbo gegen Sauger oder Diesel gegen Benziner zu tun.

Solang rund 99% der Fahrzeuge aber eben "konventionelle" Getriebe haben bleibt das Muscheldiagramm ein schöner Fakt, auf den man vielleicht beim Beschleunigen oder an Steigungen zurück kommen kann, der aber, wie gesagt, in 90% der Fällen unerreichtbar ist, weil man eh fernab der maximalen Effizienz liegt.

Das ist ja auch der einzige Grund, warum Diesel i.d.R. weniger verbrauchen als Benziner.
Im "Kern" des Muscheldiagramms nehmen sich beide nicht viel, aber der Diesel wird nicht so horrend ineffizient wieder der Benziner, wenn er diesen Bereich verlässt.
Deswegen sind ja auch praktisch alle Hybride mit Ottomotoren kombiniert.

[Turboschlumpf49144]

Wenn das Getriebe bis 80km/h 8 Gänge durchschaltet, wird der Benziner da ja wohl irgendwann auch mal effizient laufen.

[towe96]

Zitat:

@andi_sco schrieb am 4. Januar 2016 um 22:16:16 Uhr:

Wenn das Getriebe bis 80km/h 8 Gänge durchschaltet, wird der Benziner da ja wohl irgendwann auch mal effizient laufen.

Ja, aber auch nur während der Beschleunigung. Danach fehlt wieder die Last.

Daher ja auch die Zylinderabschaltung bei einigen modernen Motoren.

Mehr Last - Mehr Effizienz.

Für Benziner mag die Zukunft wirklich wieder Richtung Sauger-Hybrid oder PHEV mit Range Extender gehen.
Da stören weder die Saugercharakteristik, noch der außerhalb des Optimalbereiches horrende Wirkungsgrad.

Diesel wird es wohl noch eine ganze Weile so geben, wie sie jetzt sind. Rein mechanisch, mit Schaltgetriebe.
Effizient genug sind sie ja dafür, und grade für Langstreckenfahrer und Taxis meiner Meinung nach alternativlos. Vom Drehmoment ganz zu schweigen.

[Spiralschlauch42181]

@tower96

Naja, bei einem Hybriden wird die Energie für Akku und Elektromotor ja auch erst vom Verbrennungsmotor geliefert. Man kann die Hybridisierung wie einen Turbo auf verschiedene Arten einsetzen (mehr Treibstoffeffizienz oder Leistungsverstärkung). Die sparsamsten kommen mit stufenlosem Getriebe daher, bei dem der Verbrennungsmotor nicht synchron mit der Beschleunigung läuft und von der Presse als nervig verschrieen wird. Baut man einen Hybriden mit DKG und tritt aufs Gas, geht der ab wie Luzi, aber spart dafür nicht wirklich.

Heutige Turbodiesel arbeiten mit Luftüberschuss und thermischen Wirkungsgrad von ca. 40-42%. Ein aktueller Toyota HSD Atkinson Benziner läuft mit 38,5% Wirkungsgrad.

[Cooperle]

Zitat:

@Sir Donald schrieb am 4. Januar 2016 um 19:52:29 Uhr:

Zitat:

@GaryK schrieb am 4. Januar 2016 um 18:40:11 Uhr:

Kann nicht. Bei kleinen BMW Dieselmotorenverreckt die Steuerkette, die von PSA verrecken an anderen Fehlern 😉

Zumindest einige Jahre lang verbaute BMW im Mini den 1,6er Diesel von PSA.

So ist es! Von 2007 - 2010/11 wurde der 1.6 Diesel von PSA im Mini verbaut.

Ich hatte so einen und der war super! Sparsam, zuverlässig, spritzig (die Minis hatten im Gegensatz zu den PSA/Ford/Volvo/Mazda-Modellen, die den Motor auch hatten), ein sechsgang Getriebe gegönnt. Auch die Turbo-Probleme, wegen den verkokten Öl-Leitungen gab es beim Mini nicht.

Ab 2011 kam der 1.6l Diesel von BMW, die Automatik-Modelle sowie der Cooper SD hatten den 2.0 Liter.

[Go}][{esZorN]

@flat_D:
ich korrigiere:
die Kurbelwelle eines R6 hätte kene 10.000/min vertragen.
Du wusstest auch ganz genau, was ich meinte mit meiner Aussage.
Ich weigere mich auch mit Leuten zu diskutieren, die eh nur jedes Wort auf die Goldwaage legen und da das Haar in der Suppe suchen.
Bau dir einen Reihensechser zusammen, dessen Kurbelwelle solche Drehzahlen verträgt; meinetwegen.
Ich habe nur wiedergegeben, was ich mal in der OMA in einem Interview gelesen hatte.
Nochmal: Ich kenne mich mit Motorenentwicklung nicht aus, dafür fehlen mir die Kenntnisse. Ich denke aber schon, dass man sich auf Aussagen desjenigen verlassen kann, der das Ding gebaut hat.
Ich bin jederzeit bereit, mich auf eine offene Diskussion einzulassen, solange ein Gesprächspartner nicht den alle belehrenden Klugscheißer mimen muss.
In diesem Sinne bin ich hier raus, weil ich auch den Thread nicht verbiegen möchte.

mfg

[towe96]

Zitat:

@Kamui77 schrieb am 4. Januar 2016 um 22:58:30 Uhr:

@tower96

Naja, bei einem Hybriden wird die Energie für Akku und Elektromotor ja auch erst vom Verbrennungsmotor geliefert. Man kann die Hybridisierung wie einen Turbo auf verschiedene Arten einsetzen (mehr Treibstoffeffizienz oder Leistungsverstärkung). Die sparsamsten kommen mit stufenlosem Getriebe daher, bei dem der Verbrennungsmotor nicht synchron mit der Beschleunigung läuft und von der Presse als nervig verschrieen wird. Baut man einen Hybriden mit DKG und tritt aufs Gas, geht der ab wie Luzi, aber spart dafür nicht wirklich.

Heutige Turbodiesel arbeiten mit Luftüberschuss und thermischen Wirkungsgrad von ca. 40-42%. Ein aktueller Toyota HSD Atkinson Benziner läuft mit 38,5% Wirkungsgrad.

Du hast doch vorhin selbst das Muscheldiagramm angebracht. Ich dachte, du hättest verstanden, was das sagt? Effizient ist ein Motor in genau einem Drehzahlbereich von etwa 500 /min und etwa 80% Last.

Ein CVT kann den Motor zwar bei einer ausreichend starken Beschleunigung in genau dem Punkt halten, aber sobald das Drehmoment nicht mehr abgerufen wird, ist diese Drehzahl wieder unrentabel. Dann geht auch das CVT mit der Drehzahl runter.

Mit DKG fast exakt dasselbe, nur kann es eben die Drehzahl nicht konstant halten.

Muscheldiagramm und maximale Effizienz (also deine Werte von 40 bzw. 38,5%) sind generell nur in einem sehr kleinen Bereich relevant.
Turbomotoren haben den Vorteil, dass dieser Bereich maximaler Effizienz in Gegenden niedrigerer Drehzahl fällt - was im Alltag wieder nutzbarer ist. Die höhere Last wird dort häufiger benötigt (P = M*omega, P = konst, entweder hohe Last bei niedriger Drehzahl (effizient dank Turbo) oder niedrige Last bei hoher Drehzahl (beim Sauger leider nicht effizient, da zu wenig Last)).
Diesen Vorteil hat der Saugmotor prinzipbedingt nicht, dort ist das Gebiet eben erst gegen 3000 /min anzutreffen - wobei dort dann wieder die Last fehlt.
Deswegen verbraucht ein vernünftig ausgelegter Turbobenziner auch stets weniger. Außer bei hohen Drehzahlen auf der BAB natürlich.
Saugmotoren haben, abgesehen vom Einsatz als Range Extender, keinen Platz mehr im PKW-Bereich.

Um noch kurz zum R4 gegen R6 zu kommen:
Von den Schwingungen der KW mal abgesehen (ja, kürzere Welle = höhere Resonanzfrequenz, "sicherer" bei hohen Drehzahlen) könnte ich mir vorstellen, dass auch die Materialien eine Rolle gespielt haben.
Alu-Kopf hatte der M3 ja sicher schon, aber wie schauts beim Block aus?
Die älteren R6 hatten wohl öfter mal Probleme bei Hochleistungsmotoren, wenn sich der Kopf weiter ausdrehnt als der Block und dabei die ZKD vernichtet.