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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.
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4489 Antworten
Man muss sich erstmal den Grundmotor anschauen und da sind die VW Motoren ein denkbar schlechtes Beispiel, denn es wurden über Jahre hinweg keine Verbesserungen durchgeführt, so wie sie bei den Japanern schon Standard waren. -> Der Saugmotor lebt!
Drosselverluste sind mittels variablem Ventilhub und/oder Atkinsonzyklus längst kein Thema mehr. Auch diese Motoren mit hoher Last gefahren (dafür gibts CVT) und Reibungsverluste minimiert. Das vorläufige Ergebnis kann man am neuen Toyota 1.8L Saugmotor im Prius IV sehen, dieser weist 40% thermische Effizienz auf.
Anbei im Anhang, Verbrauchskennfeldlinien von Downsizing-Turbos im Vergleich mit japanischen Saugmotoren.
Bild 1
Links: Verbrauchskennfeld Ford 1.0L Ecoboost. Rechts: Vergleich 1.0L Ecoboost vs 1.4L TSI vs 2.0L Skyactiv
Bild 2
Verbrauchskennfeld VW 1.4L TSI
Bild 3:
Verbrauchskennfeld Audi 2.0L TFSI Ultra & 2.0L TFSI Ultra B-Zyklus
Bild 4:
Vergleich 2.0L TFSI Ultra B-Zyklus vs 2.0L Skyactiv
Bild 5:
Verbrauchskennfeld Toyota 1.5L VVT-i (Prius 2nd) und 1.8L VVT-i (Prius 3rd)
Bild 6:
Verbrauchskennfeld Honda 2.0L i-VTEC Accord Hybrid
Zitat:
@CrankshaftRotator schrieb am 25. Juli 2016 um 11:42:35 Uhr:
Zitat:
@aero84 schrieb am 25. Juli 2016 um 10:12:30 Uhr:
Ein Turbomotor senkt den Verbrauch im Teillastbetrieb, weil man den Wagen aufgrund der anderen Drehmomentcharakteristik länger übersetzen kann und der Motor dann mit niedrigerer Drahzahl (geringere innermotorische Reibung) und höherer Last, also weiter geöffneter Drosselklappe (geringere Drosselverluste!) betrieben werden kann.
Länger übersetzen kann man auch Saugmotoren. Wie gut (bzw. besser) das funktioniert, zeigen die Japaner bei Mazda eindrucksvoll. Ein halber Liter weniger Verbrauch bei doppeltem Hubraum und besseren Fahrleistungen sind schon eine Hausnummer.
Dann muß der Motor aber größer werden, wenn man keine Fahrbarkeitseinbußen hinnehmen will. (Nicht, daß ich Hubraum schlimm fände....)
Im übrigen erinnere ich hier an BMWs eta - das zweitmeistmißverstandene Motorkonzept aller Zeiten. Mehr Hubraum, zugleich konsequente Reduktion der innermotorischen Reibung, Auslegung auf Drehmoment "aus dem Keller" auf Kosten der Spitzenleistung, lange Übersetzung.
Wo Mazda weiter geht ist die absurd hohe Verdichtung (ermöglicht durch aufwendige Krümmer, perfekte Gaswechsel und Direkteinspritzung).
Zitat:
@CrankshaftRotator schrieb am 25. Juli 2016 um 11:42:35 Uhr:
Länger übersetzen kann man auch Saugmotoren.
An sich schon.
Aber Saugmotoren haben im unteren Drehzahlbereich nicht das hohe Drehmoment und damit im unteren Drehzahlbereich auch weniger Leistung als heutige Turbomotoren.
Saugmotoren sind daher für die lange Übersetzung weniger geeignet.
Dass das bei frühen Turbomotoren umgekehrt war ist eine andere Geschichte.
Zitat:
Bild 2
Verbrauchskennfeld VW 1.4L TSI
Kannst du wenigstens eins vom aktuellen EA211 nehmen und nicht so einer veralteten Erstkonstruktion!
Womit auch dein erster Absatz als widerlegt gilt.
Wenn VW ein entsprechendes Diagramm zur Verfügung stellt, kann ich dieses auch hochladen. Warum es von VW keine neueren Diagramme gibt, darf und kann sich jeder selbst ausmalen. Du kannst gerne VW Materialien zu 1.2L TSI und 1.4L TSI Motoren nach variablem Ventilhub oder Atkinsonzyklus durchsuchen. Melde Dich wenn Du etwas findest, ansonsten bleibt es dabei, dass VW am Basismotor über Jahre hinweg keine Verbesserungen durchgeführt hat.
http://www.autokiste.de/psg/1205/10089.htm
zB hier stehen die vielen Veränderungen vom EA111 zum EA211 drin
Die Verbrauchsersparnis ist deutlich erfahrbar, während viele beim EA111 noch den TDI wählten sind heute viele statt TDI mit dem EA211 glücklich!
Siehe Anhang, was VW zur Verbrauchsentwicklung zwischen diesen zwei Motoren sagt.
@Kamui77
Dafür geht der 1.8er Benziner im Toyota auch wie ein Sack Nüsse. Da kann er gerne 40% Effizienz haben, wenn der dermaßen langweilig und langsam ist.
Wenn man unbedingt sparsam unterwegs sein will, ja okay. Für mich muss ein Auto auch Spaß machen und das bietet die lahme Gurke von Toyota leider ganz und gar nicht.
@CrankshaftRotator
Im Verhältnis zu welchem Motor/Fahrzeug bietet der Mazda bessere Fahrleistungen bei weniger Verbrauch?
Irgendwie fehlt mir da der Verweis.
@Diabolomk
Wenn Du mal schaust, in Deinem zitierten Artikel steht bei den Motoren vor allem etwas von Gewichtsreduktion (machen alle Hersteller), dem Wechsel auf Zahnriemen (bei anderen Herstellern funktioniert es auch mit Steuerkette) und das beim Top-Modell eine Auslassnockenwellensteller hinzu kommt (das gibts bei Toyota schon bei der [url=Toyotas neuer Wundermotor - Der 1.33l Dual-VVT-i]Einstiegsmotorisierung[/url])
In Deinem Diagramm wird ein Verbrauchssenkung von 20% angegeben, allerdings ohne g/kwh Angaben, welche zur Beurteilung der Effizienz nötig sind. Im Audi-Mazda Vergleich wird übrigenst der neueste Audi 2.0L TFSI Ultra Motor mit B-Zyklus herangezogen. Effizienter geht es im ganzen VW Konzern nicht.
@teppich010
Zum einen sind zwei unterschiedliche Getriebe verbaut. Bei VW ist es DSG, bei Toyota das HSD. Vergleiche mal einen Honda Fit Hybrid 1.5L (LINK) mit einem VW TSI. Beide Fahrzeuge haben Doppelkupplungsgetriebe, der Fit einen 1.5L i-VTEC Atkinsonmotor plus Elektromotor.
Zum anderen ist ein VW 1.2L TSI auch keine Rennmaschine. Und sind wir mal ganz ehrlich, wozu baut man Downsizing-Motoren, wenn nicht zum Treibstoff sparen?
Zitat:
Wenn Du mal schaust, in Deinem zitierten Artikel steht bei den Motoren vor allem etwas von Gewichtsreduktion (machen alle Hersteller), dem Wechsel auf Zahnriemen (bei anderen Herstellern funktioniert es auch mit Steuerkette) und das beim Top-Modell eine Auslassnockenwellensteller hinzu kommt (das gibts bei Toyota schon bei der [url=Toyotas neuer Wundermotor - Der 1.33l Dual-VVT-i]Einstiegsmotorisierung[/url])
In Deinem Diagramm wird ein Verbrauchssenkung von 20% angegeben, allerdings ohne g/kwh Angaben, welche zur Beurteilung der Effizienz nötig sind. Im Audi-Mazda Vergleich wird übrigenst der neueste Audi 2.0L TFSI Ultra Motor mit B-Zyklus herangezogen. Effizienter geht es im ganzen VW Konzern nicht.
Das wichtigste ist noch der in den Zylinderkopf integrierte Abgaskrümmer. Der ist mit hauptverantwortlich für die Verbrauchssenkung.
Das sind für mich wesentliche Veränderungen. Bzw. es ist ein ganz neuer Motor!
Wenn kein Muscheldiagramm da ist, dann ist keins da. Da kann man nix machen. Da ich aber 2 dieser Motoren vor der Tür stehen habe, eben weil die so sparsam sind, reicht mir das.
Eine Überarbeitung des EA211 ist ja auch schon umgesetzt und kommt ab Herbst. Der wird den 2.0l Ultra im B-Zyklus übertreffen.
Zitat:
@Kamui77 schrieb am 25. Juli 2016 um 14:05:07 Uhr:
Zum anderen ist ein VW 1.2L TSI auch keine Rennmaschine. Und sind wir mal ganz ehrlich, wozu baut man Downsizing-Motoren, wenn nicht zum Treibstoff sparen?
Downsizing-Motoren sparen Bauraum und man bekommt sie auch in kleine Autos rein. Dadurch erhalten kleinere Autos ein signifikates Leistungsupgrade und man braucht für ein "sportliches" Auto keinen 6-Zylinder Motor welcher bei Frontantrieb und kleinem Motorraum nahezu unmöglich wäre. Viel Treibstoff können sie nicht einsparen aber der Antriebskomfort ist um Welten besser als bei einem Sauger mit vergleichbarem Hubraum. Das ist mir persönlich wichtiger als ein minimal besserer Verbrauch.
Das was beim Downsizing an Bauraum beim Motor eingespart wird, wird vom Ladeluftkühler und dem Turbo wieder aufgefressen. Es mag sein dass die reinen VW Sauger schlechte und lahme Motoren waren und sind, bei Hondas VTEC oder Toyotas VVTL-i Vierzylinder Motoren trifft dies mit Sicherheit nicht zu.
Antriebskomfort.....nun was willst du da von so einer kleiner 4 Zylindernähmaschine erwarten, das ist 0815.....nix besonderes, Downzising hin oder her.
Motorkultur ist heutzutage eh verloren gegangen, die jüngere Generation kennt es schlichtweg garnicht mehr....eigentlich Schade.
Es gab Zeiten da konnte man im "Golf" einen 5 und 6 Zylinder packen....
LG Markus
Mein Reden. Die Jugend von heute bejubelt einen Mercedes A45 AMG, obwohl der nur einen 2-Liter-Vierzylinder hat. Also ein Brot-und-Butter-Aggregat mit Turbolader. Das ist leider nur Hausmannskost. Früher hatten sportliche Autos dieser Preisklasse einfach andere, exotischere Aggregate. Ob es Audis 2,7 Liter V6 Biturbo in einem A4 Kombi war, der BMW 3,2 Liter Reihensechser im M3 Coupé oder der 5,5 Liter V8 Sauger im alten SLK Roadster. Das waren irgendwie noch individuelle Maschinen mit Charakter und von einander differenzierter Technik. Heute bauen alle den gleichen 2-Liter Motortyp und verpflanzen ihn in ein Kompaktauto der Golfklasse, fertig. Wie langweilig.
Zitat:
@Kamui77 schrieb am 25. Juli 2016 um 15:45:44 Uhr:
Das was beim Downsizing an Bauraum beim Motor eingespart wird, wird vom Ladeluftkühler und dem Turbo wieder aufgefressen. Es mag sein dass die reinen VW Sauger schlechte und lahme Motoren waren und sind, bei Hondas VTEC oder Toyotas VVTL-i Vierzylinder Motoren trifft dies mit Sicherheit nicht zu.
Es kommt halt drauf an, wie man seinen Motor fahren möchte. Wenn man die Drehzahl auf maximal 3000U/min begrenzt, dann werden aus den meisten R4 Saugern Wanderdünen, weil sie selbst mit allen möglichen Extras kaum über 100Nm pro Liter Hubraum hinauskommen. Bei einem Turbo sind das eher 150-200Nm pro Liter Hubraum und das über einen großen Drehzahlbereich.
Der Bauraum steigt durch Ladeluftkühler und Turbo leicht an aber ein R4 Turbo ist schon deutlich kleiner als ein R6/V6 Sauger und lässt sich problemlos quer einbauen. Bei kleineren Autos ist das Maximum eben ein Vierzylinder und sobald man ein Drehmoment deutlich über 200Nm haben möchte muss man zwangsläufig ein Turbomotor verbauen. Außerdem halte ich es für unwahrscheinlich, dass sich der Vierzylinder Sauger lange gegen immer modernere Dreizylinder Turbos behaupten kann. Ich sehe für den Sauger nur Zukunft beim Hybrid, weil er dann durch den Elektromotor unterstützt wird und seine höhere Effizienz sehr wichtig für den Gesamtwirkungsgrad ist.
Zitat:
@RC42 schrieb am 25. Juli 2016 um 15:46:52 Uhr:
Antriebskomfort.....nun was willst du da von so einer kleiner 4 Zylindernähmaschine erwarten, das ist 0815.....nix besonderes, Downzising hin oder her.
Motorkultur ist heutzutage eh verloren gegangen, die jüngere Generation kennt es schlichtweg garnicht mehr....eigentlich Schade.
Es gab Zeiten da konnte man im "Golf" einen 5 und 6 Zylinder packen....
LG Markus
Antriebskomfort heißt für mich starker Durchzug bei niedrigen Drehzahlen und dabei wenig Motorengeräusche. Die alten VR6 Motoren hatten zwar einen tollen Sound aber ansonsten waren sie nicht unbedingt das Gelbe vom Ei. Außerdem gibt es bei neueren sportlichen Modellen meistens einen Soundaktuator, der meiner Meinung nach sehr nah an die Geräuschkulisse von richtig "sportlichen" Motoren rankommt. Das funktioniert halt nur im Innenraum.
Zitat:
@RedRunner10 schrieb am 25. Juli 2016 um 17:06:39 Uhr:
Zitat:
@Kamui77 schrieb am 25. Juli 2016 um 15:45:44 Uhr:
Das was beim Downsizing an Bauraum beim Motor eingespart wird, wird vom Ladeluftkühler und dem Turbo wieder aufgefressen. Es mag sein dass die reinen VW Sauger schlechte und lahme Motoren waren und sind, bei Hondas VTEC oder Toyotas VVTL-i Vierzylinder Motoren trifft dies mit Sicherheit nicht zu.
Es kommt halt drauf an, wie man seinen Motor fahren möchte. Wenn man die Drehzahl auf maximal 3000U/min begrenzt, dann werden aus den meisten R4 Saugern Wanderdünen, weil sie selbst mit allen möglichen Extras kaum über 100Nm pro Liter Hubraum hinauskommen. Bei einem Turbo sind das eher 150-200Nm pro Liter Hubraum und das über einen großen Drehzahlbereich.
Der Bauraum steigt durch Ladeluftkühler und Turbo leicht an aber ein R4 Turbo ist schon deutlich kleiner als ein R6/V6 Sauger und lässt sich problemlos quer einbauen. Bei kleineren Autos ist das Maximum eben ein Vierzylinder und sobald man ein Drehmoment deutlich über 200Nm haben möchte muss man zwangsläufig ein Turbomotor verbauen. Außerdem halte ich es für unwahrscheinlich, dass sich der Vierzylinder Sauger lange gegen immer modernere Dreizylinder Turbos behaupten kann. Ich sehe für den Sauger nur Zukunft beim Hybrid, weil er dann durch den Elektromotor unterstützt wird und seine höhere Effizienz sehr wichtig für den Gesamtwirkungsgrad ist.
Zitat:
@RedRunner10 schrieb am 25. Juli 2016 um 17:06:39 Uhr:
Zitat:
@RC42 schrieb am 25. Juli 2016 um 15:46:52 Uhr:
Antriebskomfort.....nun was willst du da von so einer kleiner 4 Zylindernähmaschine erwarten, das ist 0815.....nix besonderes, Downzising hin oder her.
Motorkultur ist heutzutage eh verloren gegangen, die jüngere Generation kennt es schlichtweg garnicht mehr....eigentlich Schade.
Es gab Zeiten da konnte man im "Golf" einen 5 und 6 Zylinder packen....
LG Markus
Antriebskomfort heißt für mich starker Durchzug bei niedrigen Drehzahlen und dabei wenig Motorengeräusche. Die alten VR6 Motoren hatten zwar einen tollen Sound aber ansonsten waren sie nicht unbedingt das Gelbe vom Ei. Außerdem gibt es bei neueren sportlichen Modellen meistens einen Soundaktuator, der meiner Meinung nach sehr nah an die Geräuschkulisse von richtig "sportlichen" Motoren rankommt. Das funktioniert halt nur im Innenraum.
Kann ich nicht bestätigen. Die neueren V(R) 5/6 im Golf 4 brauchen sich nicht hinter einem "Benchmark" BMW R6 zu verstecken, ganz im Gegenteil haben sie doch eine ausgeklügelte Schwingrohraufladung mit Resonanzkammer und einer umschaltbaren Leistungs- und Drehmomentstellung.
Nix gegen einen moderen R4 Turbo, fahre ja im Alltag selber einen, auch wenn mein aktueller Golf7 R ein wirklich tolles Auto ist und die Soundingenieure ganze Arbeit geleistet haben, starte ich mein Saionswägelchen einen "alten" R32 kannst du alle 4 Zylinder gegen vergessen. Bei uns heißt der aktuelle R nicht umsonst "Dyson" weil er eben so klingt wie ein Staubsauger auf Extasy:cool:
LG Markus