Missverständnis Turbo, die downsizing Seuche und wieso ich skyactive toll finde....
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.
Beste Antwort im Thema
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.
4489 Antworten
Zitat:
@RedRunner10 schrieb am 14. Februar 2016 um 09:34:00 Uhr:
In Japan braucht man auch keinen starken Motor, weil die Höchstgeschwindigkeit auf Autobahnen bei 100km/h liegt.
Es wird immer kurioser. Was hat denn bitte der Verzicht auf eine Direkteinspritzung und auf einen Turbolader mit der Motorleistung zu tun?
Ich denke er meint damit, dass ein kleiner Saugbenziner (evtl. hybridisiert) in Japan deutlich passender ist als in Deutschland, eben wegen der lächerlichen gefahrenen Geschwindigkeiten.
Können wir uns nicht einfach drauf einigen, dass moderne Saugmotoren, vernünftig gefahren, mit den Turbomotoren mindestens gleichauf liegen und dazu mechanisch einfacher sind, die Turbomotoren aber beim Fahrstil "vergebender" sind und aufgrund der Drehmomentcharakteristik besser fahrbar sind?
Wenn man keinen Turbo einsetzt (welcher stark von DI profitiert) dann braucht man sehr viel Hubraum um anständiges Drehmoment zu erzeugen. Das verursacht schlicht ein Platzproblem bei kleineren Autos.
Mit Turbo kann man selbst aus Minimotoren viel Leistung rausholen. In Japan ist diese Extraleistung nicht wirklich nötig da man sie nicht nutzen kann. Außerdem ist Japan das Land der Minimotoren und weiteres Downsizing bringt nur Nachteile.
In den meisten Ländern dieser Welt, darf man gesetzlich nicht schneller fahren als 130km/h. Das man in Japan gesetzlich nicht schneller fahren darf als 100km/h ist korrekt - das könnt ihr aber mal meiner Frau erzählen, die spurtet mit ihrem Mini Cooper schon mal schneller über die dortigen Highways 😉
Beim Atkinson-Motor erzielt man beim Prius III 38,5% thermische Effizienz, beim Accord Hybrid 39,5% und beim Prius IV 40%. Das arbeiten im Atkinson-Zyklus bedeutet aber auch Leistungsverlust, weswegen die Motoren größer dimensioniert werden (beim Camry z.B. mit 2.5L Hubraum). Das Drehmoment wird bestens vom Elektromotor erzeugt, und zwar ab 0 Umdrehungen ohne Verzögerung und ohne Einfluss von Meereshöhe.
Ein Downsizing-Motor ist auch nichts anderes als ein Otto Motor, der verkleinert wurde und der Drehmoment plus Leistung durch den Turbolader nach einer Anlaufphase hereinholt. Das wird durch thermische/mechanische Mehrbelastung erkauft, weshalb man Direkteinspritzung zur Motorkühlung nutzt. Am Ende hat man einen ganzen Rattenschwanz an Schadstoffemissionen plus Ventilverkokung, die man bei vielen Hybridkonzepten nicht hat.
P.S. In Japan werden Turobs seit Jahren auch schon in Kei Cars genutzt, da deren Motoren gesetzlich nicht über 0,66L hinaus wachsen dürfen. Daihatsu und Honda z.B. verbauen dabei Ottomotoren mit Multipoint Saugrohreinspritzung und Turbolader, welche hauptsächlich für eine Erhöhung des Drehmoments sorgen -> LINK Honda S660
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Mittlerweile rückt das Downsizing auch in den Fokus japanischer Hersteller Downsizing
Die machen das bestimmt nicht weil sie sich etwas von den vielen Nachteilen versprechen
Zitat:
@Pit 32 schrieb am 14. Februar 2016 um 14:51:41 Uhr:
Mittlerweile rückt das Downsizing auch in den Fokus japanischer Hersteller Downsizing
Die machen das bestimmt nicht weil sie sich etwas von den vielen Nachteilen versprechen
Die machen das, weil man heutzutage mit Saugmotoren in den für Klein, - und Kompaktfahrzeugen üblichen Leistungsklassen keinen Stich mehr landen kann. Leider bestimmen halt die Mehrzahl der Kunden, was auf den Markt geworfen wird. Nur deswegen gibt es wahre Ungeheuer von Fahrzeugen wie z.B. ein "Geländecoupé", welches erfolgreich die Nachteile von zwei Konzepten kombiniert: Agilität, Gewicht und Verbrauch eines Geländewagens, Geländegängigkeit und Platzangebot eines Coupés. 🙄 Ich bin überzeugt: Würde man einen guten Ingenieur das Optimum konstruieren lassen, käme sicher kein dreizylindriger, direkteinspritzender Turbomotor dabei heraus. Da sind einfach zu viele Kompromisse nötig, damit das Ganze einigermaßen anständig läuft.
Naja, deutsche Medien halt. Wenn man ernsthaft schreibt
Zitat:
Im Unterschied dazu verwenden Japans Marken bis heute vergleichsweise simple Saugmotoren, die überwiegend mit indirekter Einspritzung ausgestattet waren. Nur Nissan preschte vor einigen Jahren mit einem eigenwilligen Konzept vor – einem 1,2 Liter großen Dreizylinder mit mechanisch angetriebenem Kompressor –, das sich aber nicht durchsetzen konnte.
zeigt sich nur, dass man keine Ahnung hat. Wo sind denn dann bei VW die Motoren mit variabler Ventilsteuerung auf Einlass- und Auslassseite, sowie variablem Ventilhub, Drive-by-Wire Elektronik und Atkinsonbetrieb? Wenn der Nissan 1.2L Dreizylinder sich nicht durchsetzen konnte, ist es sehr komisch, dass der Nissan Note mit eben diesem Antrieb in den japanischen Verkaufs Top10 einer von den zwei verbleibenden Nicht-
Hybridenist. Komisch, oder?
Der "Wunsch nach Drehmoment" ist schon seit 1999 mittels Elektromotor erfüllt. Der "Wunsch nach Qualität" in der deutschen Presselandschaft bleibt dagegen auf ewig unerfüllt. 🙁
Das Drehmoment von Elektromotoren kann man nicht direkt mit Verbrennern vergleichen. Es hängt stark davon ab wie die Übersetzung des Getriebes gewählt ist. Da Elektroautos (auch Toyota HSD) meistens nur einen Gang haben, muss immer ein Kompromiss aus Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit gefunden werden.
Deswegen sind die meisten HSD auch nicht schneller als konventionelle Autos sondern oft sogar etwas langsamer. In den höheren Lexusmodellen (GS450h, LS600h) gibt es 2 Gänge damit Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit auf Niveau der Konkurrenz liegen.
Zitat:
@RedRunner10 schrieb am 14. Februar 2016 um 16:39:00 Uhr:
Das Drehmoment von Elektromotoren kann man nicht direkt mit Verbrennern vergleichen. Es hängt stark davon ab wie die Übersetzung des Getriebes gewählt ist.
Nein, das Drehmoment eines Motors hängt nicht von der Übersetzung des Getriebes ab. Und es läßt sich sehr gut mit dem Drehmoment eines Verbrennungsmotors vergleichen. Sie sind nicht deckungsgleich aber vergleichen lassen sie sich.
Ich meine das Drehmoment, welches letztendlich am Rad ankommt. Um die Werte halbwegs vergleichen zu können bräuchte man beim Elektromotor noch den Drehmomentverlauf sowie die Übersetzung des Getriebes.
Zitat:
@flat_D schrieb am 14. Februar 2016 um 17:17:49 Uhr:
Nein, das Drehmoment eines Motors hängt nicht von der Übersetzung des Getriebes ab. Und es läßt sich sehr gut mit dem Drehmoment eines Verbrennungsmotors vergleichen. Sie sind nicht deckungsgleich aber vergleichen lassen sie sich.
Das Drehmoment des Motors hängt zwar nicht von der Übersetzung ab, was am Rad ankommt aber schon.
Deshalb besteht ja auch beim Diesel die unrealistische Vorstellung ein hohes Drehmoment zu haben weil man nicht berücksichtigt dass man bei einem Motor mit 6000 U/min eine andere Übersetzung braucht als bei einem Motor mit 4000 U/min, wenn man auf gleiche Geschwindigkeit übersetzen will.
Dasselbe gilt auch für E-Motoren. man kann das Drehmoment auf der Motorseite schon vergleichen aber es sagt durchaus nichts solange man nicht auf gleiche Drehzahl umrechnet.
Der Drehmomentverlauf eines E-Motors ist recht simpel... Siehe http://www.cbcity.de/zur-laengsdynamik-des-tesla-roadster-s .... Erst ist das Drehmoment konstant, danach fällt die Kurve ab (leistung steigt aber noch bis zur Nennleistung. Drehst du drüber hinaus, sinkt auch die Leistung.
Übrigens lesenswertes Blog, auch was das Thema "Physik" angeht.
Passt irgendwie:
Zitat:
@kerberos schrieb am 14. Februar 2016 um 19:12:39 Uhr:
Passt irgendwie:
Ich finde das Gesamtpaket spannend. Was früher ein unter 100PS Tdi in einem Minivan konsumierte schaft heute ein kleiner Benziner bei wesentlich besseren Fahrleistungen. Und ich rechne pro Liter und nicht tatsächliche Energie. Schon toll was kleine Turbos können. Früher lief so ein Benziner ruck zuck über 10l!
Zitat:
@GaryK schrieb am 14. Februar 2016 um 18:47:39 Uhr:
Der Drehmomentverlauf eines E-Motors ist recht simpel...
Ganz interessant.
Von Interesse ist schließlich was an den Rädern ankommt, das Diagramm mit dem Vergleich zum Passat 2,0 TFSI zeigt das gut.
Der Tesla hat nur eine Übersetzung, sonst könnte es auch bei höherer Geschwindigkeit sehr viel besser aussehen. Anscheinend halten sie Drehmoment über 150 km/h nicht mehr für sonderlich notwendig und sparen sich eine weitere Getriebeübersetzung. Eine zweite Übersetzung würde schon reichen um auch weiter oben mehr Drehmoment zu haben.
Will man zwei Motoren grundsätzlich vergleichen so muß man ihr Drehmoment auf gleiche Drehzahl umrechnen. Bei einem Motor mit maximal 7000 U/min wäre das gerade der Faktor zwei.
Aber wie gesagt, mit nur einer Übersetzung wird das Vermögen des E-Motors halt tatsächlich nur wenig ausgenutzt, zumindest was den Bereich höherer Geschwindigkeit betrifft.