Anfettung, Gasumbau und Mehrverbrauch
http://www.daserste.de/.../beitrag_dyn~uid,wyoaxe1fxedpm2gg~cm.asp
Vielleicht ist die Anfettung ab 120 km/h (Ende eines Normprüfzyklus für Verbrauchsmessungen) eine gute Erklärung, wieso manche PKW nach einem Umbau "saufen" (Motor fettet im Benzinbetrieb regulär wenig bis nicht an -> Mehrverbrauch nach Thermodynamik) und manche zu wahren "Verbrauchswundern" mutieren. Wenn unter Gas weniger überflüssig oder später angefettet wird als unter Benzin, so kann man den Mehrverbrauch je nach individuellem Fahrzyklus aus einer einfachen Energieumrechnung nicht mehr so exakt vorhersagen.
/GaryK
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Zitat:
Original geschrieben von mdishere
Ganz so einfach is es auch wieder nicht!
Die Anfettung des Gemisches ist in den meisten tatsächlich notwendig, und ja, eben zur Kühlung. Im Rennsport ist/war es üblich, in hochgezüchtete Motoren WASSER zusätzlich einzuspritzen, nicht weil es besonders toll verbrennen würde, sondern eben zur Kühlung. Und diese Kühlung ist für den Motor lebenswichtig. Kolbenringe, Ventile usw werden es danken.
Nah, das les dir noch einmal genau durch; da ist ein Fehler drin
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
@FSI-Entwickler
Nichts gegen den kleinen VW-Giftzwerg, aber der Saab Motor mit variabler Kompression ist theoretisch endgeil. Endlich ein Triebwerk, was man so richtig gut an höhere Oktanzahlen anpassen kann. Mich würde interessieren, was dieses Ding unter LPG freisetzen würde. Es müsste deutlich mehr sein als mit Alkohol sofern die Temperaturen verkraftbar sind.
Ja, wie Du schon sagst: "theoretisch". Und wenn man sich den mechaniscchen Aufwand des Motors anschaut wird das auch in Zukunft -leider- so bleiben! Eine variabele Verdichtung wäre Klasse. Leider konnte noch keine mechanische Lösung, darunter auch die von Saab, so richtig überzeugen.
M.
Zitat:
Original geschrieben von Symtomatics
...Wassereinspritzung wäre nicht billiger. Man braucht 2 Tanks, muss sicherstellen, dass in beiden genug Flüssigkeit ist, 2 Pumpen, Einspritzdüsen, Sensoren usw.. Das kostet Geld. Etwas größere Einspritzdüsen als normalerweise nötig verursachen kaum Mehrkosten.
Erklär mal einem Neuwagenkäufer, dass er ab jetzt destilliertes Wasser ev. noch mit Alkohol als Frostschutz tanken muss. Vom gesetzlichem Problem mit 2 Kraftstoffen gleichzeitig zu fahren mal ganz abgesehen.
Hi,
das Wasser könntest Du dem ohnehin vorhandenen Behälter für die Scheibenwaschanlage entnehmen. Dann bliebe nur noch der Mehraufwand für das Einspritzventil bzw. die Einspritzventile.
Gruß
Stefan
Mit einem TSI lässt sich auch eine variable Kompression erreichen, über den Turbo! Die Vorverdichtung gehört ja auch dazu und lässst sich im Gegensatz zu dem Saab-Motor weitaus einfacher ändern.
Bei einem Direkteinspritzer wird die Betrachtung des Luftverhältnisses schwieriger da sich auch eine Schichtladung erreichen lässt. So kann z.B. lokal mit 0,85 verbrannt werden und insgesamt soviel Luft vorhanden sein dass der Rest Kraftstoff spätestens im Kat umgesetzt wird.
Schade dass sich die Konzepte durch ihren höheren Aufwand noch nicht richtig durchgesetzt haben.
Gruß Meik
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Zitat:
Original geschrieben von kat2
das Wasser könntest Du dem ohnehin vorhandenen Behälter für die Scheibenwaschanlage entnehmen.
Dann müßtest Du den wohl öfter auffüllen als Deinen Benzintank. Aber dafür hättest Du immer einen frischen Zitrusduft im Abgas 😉
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
Ich meinte nicht, daß LPG quasi Wärme aus dem Kopf entnimmt oder gar den Kopf kühlt, sondern dass das im Ansaugtrakt verdampfende und diesen "kühlende" Gas auf dem Weg durch den Kopf wieder etwas Temperatur aufnimmt. /GaryK
In Ansaugtrakt absolut richtig (macht Benzin ja auch), nicht aber im Abgas.
"weil das Abgas sicher noch Wärme aus dem Zylinderkopf aufnimmt."@XLTRanger
Ok, Freud'scher Vertippper. Ich meinte A, sag B, schreib C und D wäre richtig gewesen ;-)
SCNT, GaryK
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
Ich meinte A, sag B, schreib C und D wäre richtig gewesen ;-)
SCNT, GaryK
🙂 Na da wären ja noch ein paar Buchstabenkombinationen übrig gewesen (um "D" zu diskutieren 😉 )
Zitat:
Original geschrieben von XLTRanger
@GAryK
Mit 20...30K könntest Du Recht haben. Daß das Abgas aber Wärme aus dem Kopf aufnimmt, ist unwahrscheinlich. An der Leistungsgrenze hat das Abgas je nach Motor schon mal zwischen 850 und 950°C, da wäre der schönste Alukopf schon dahingeschmolzen. Zylinderköpfe sind ja immer wassergekühlt (naja, fast immer...), da findest Du selten über 200...250°C Bauteiltemperatur, im Steg zwischen den Auslaßventilen vielleicht mal etwas mehr. Bei luftgekühlten Motoren mußte man übrigens teilweise deutlich mehr anfetten, ein Grund warum sich Porsche schweren Herzens davon getrennt hat. Heutige Motoren gehen selten unter Lambda 0.9. Es gibt natürlich auch extremere Kandidaten, meist hochgezüchtete ehemalige Großserienmotoren wie Astra OPC oder Focus RS, die laufen auch schonmal unter 0.8. Wo ein VW TSI rumfährt, wenn ihm doch mal die 170PS abverlangt werden, vermag ich mir gar nicht vorzustellen. Vielleicht entdeckt man da ja auf einmal ganz andere Vorteile der Schichtladung 😉 Iss aber Spekulation, ich hatte noch nicht das Vergnügen mit dem kleinen Racker...
Hallo Zusammen,
gerade in Punkto Anfettung zum Bauteilschutz ist der TSI ein Musterknabe. Der Integralkrümmer des Abgasturboladers wird dafür aus Stahlguss hergestellt. Damit kann der TSI mit Abgastemperaturen von 1050 °C fahren. Das sind 100K mehr als die allermeisten anderen Turbomotoren. Saugmotoren sind immer etwas schlechter dran, weil der Turbo dem Abgas Wärme entzieht. Bei den Saugern ist der Kat dann schnell am Poller. Der TSI kann aufgrund dieser Auslegung noch über 200km/h ohne den kleinsten Spritzer Kraftstoff zur Innenkühlung auskommen.
Viele Grüße, Insider77
Ich sag ja - war spekuliert. 1050°C ist in der Tat respektabel!
@GaryK: Hab ich ja gesagt, das mit der Kühlung durch Anfettung ist ein Ammenmärchen 😁😁😁
Der Saabmotor ist eine technische Glanzleistung. Es stellt sich halt nur die Frage nach der Langzeit-Haltbarkeit.
Was bedeutet für euch eigentlich variable Verdichtung? Muss es denn eine mechanische Lösung sein, die tatsächlich die Verdichtung des Brennraumes ändert. Der Saab-Motor zeigt doch wie komplex das ganze wird.
Eigentlich geht die variable Verdichtung einfacher... Entweder man füllt mit Druck - dann erreicht man auch eine höhere Verdichtung oder man schliesst erst später die Ventile, dann hat man eine geringere Verdichtung.
Beide Ansätze gibt es doch, sie sind relativ leicht realisierbar.
Kompressor und variable Ventilsteuerung - brauchen wir mehr?
Fubbel, wenn mit Anfettung gefahren wird, dann gibt es keinen Restsauerstoff im Abgas. Der Treibstoff reißt den ganzen Sauerstoff bereits im Zylinder an sich. Manche Treibstoffmoleküle verbrennen sogar wg. Sauerstoffmangel nur zu CO.
Anfettung heizt den Kat nicht mehr an, Fehlzündungen können den Kat zerstören.
Deine Schätzung wieviel Wasser man brauchen würde, ist nicht ganz richtig. Aufgrund der großen Wärmekapazität und Verdampfungswärme erreicht man mit 2-3% Wasser (im Verhältnis zum Treibstoff) etwa den selben Effekt wie mit 10% mehr Treibstoff. Könnte man auch nochmal nachrechnen.
Wie macht man das bei TSI dann? Bei 1050 Grad wird es kritisch für Kolben, Ventile und Turbo. Schmiedekolben und natriumgekühlte Ventile helfen sicherlich und welcher Turbo hält auf Dauer 1050 Grad aus? Die Turbohersteller erlauben meist nur 950 Grad.
Variable Verdichtung bringt thermodynamisch auch nicht gerade riesige Vorteile, aber bitte.
Später schließende Ventile mit Kompressor = Miller-Cycle. Siehe Mazda Xedos 9. Allerdings verliert man durch das späte Schließen an Füllung.
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
@GaryK: Hab ich ja gesagt, das mit der Kühlung durch Anfettung ist ein Ammenmärchen 😁😁😁
Nein, kein Ammenmärchen. Die Anfettung zur Kühlung der Abgastemperatur unter einen kritischen Grenzwert ist speziell bei Turbomotoren Realität. Aber auch Saugmotoren sind davon betroffen. Hier ist die "kritische" Temperatur i.d.R. die max. zulässige Temperatur des Kats. Spielt in Märkten mit Tempolimits (also eigentlich alles außer D) nicht die große Rolle, da kritische T-Niveaus meißtens erst im Bereich der Nennleistung erreicht werden. Wieviel man "anfetten" muss hängt unter anderem auch davon ab, wie hochwertig man Kolben, Ventile, etc. auslegt, d.h. wieviel Geld man als Hersteller pro Motor aufwendet.
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Was bedeutet für euch eigentlich variable Verdichtung? Muss es denn eine mechanische Lösung sein, die tatsächlich die Verdichtung des Brennraumes ändert. Der Saab-Motor zeigt doch wie komplex das ganze wird.
Eigentlich geht die variable Verdichtung einfacher... Entweder man füllt mit Druck - dann erreicht man auch eine höhere Verdichtung oder man schliesst erst später die Ventile, dann hat man eine geringere Verdichtung.
Beide Ansätze gibt es doch, sie sind relativ leicht realisierbar.
Kompressor und variable Ventilsteuerung - brauchen wir mehr?
Alles richtig.
Bzgl. Steuerzeiten/Ventilöffnungszeiten: Hier hat man bei "starren" Ventiltrieben das Problem, dass man bei einer auf oben beschriebenen Effekt bestimmten Abstimmung sich in anderen Bereichen des Kennfelds so viele Nachteile einholt, dass es keinen Sinn macht. Lösung wäre einige zusätzliche Freiheitsgrade im Ventiltrieb oder z.B. ein Hybrid a la Prius. Dieser setzt dieses mit seinem Miller/Atkinson-schon so um. Muss man halt bewerten, was solch ein Gesamt-System an Performance bringt und was es kostet.
Bzgl. Kompressor: Der Kompressor nimmt eben eine nicht unerhebliche Leistung vom Motor auf.
Eine einfach "variable" Kompression mit einer einfachen mechanischen Lösung hätte schon einen gewissen Charme.
Die waren Potentiale müssten aber an einem realen Motor gegenüber den oben diskutierten Ansätze bewertet werden.
Gruß,
M.
Sorry, wenn ich mich etwas falsch ausgedrückt habe, die Anfettung kühlt schon, aber nicht durch die Verdampfung (wie weiter oben schon mehrfach berechnet wurde) - das ist das geminte Ammenmärchen-, sondern wohl durch die unvollständige Verbrennung.
@Symtomatics:
Mit Wasser kannste auch ausrechnen, 2-3% reichen niemals um mit mittels Verdampfungswärme genug Energie zu entziehen - 2 MikroLiter, das ist in Null-Komma-Nichts wech, da kannst pusten... Der Effekt wird aus einer anderen Richtung kommen. Das Wasser verdunstet, nimmt ein vielfaches des Raumes ein und damit ist die effektive Menge brennbaren Gases geringer - das führt merklich zur Abkühlung...
Bei dem "fetten LPG"-Problem haste die Rechnung ohne den Wirt (LPG-CO-NOx-Gemisch gemacht) --> brennt gut an Platin ;-)
Niederwertige Kohlenwasserstoffe russen auch ganz gerne bei Sauerstoffmangel...
Zitat:
Original geschrieben von XLTRanger
Dann müßtest Du den wohl öfter auffüllen als Deinen Benzintank. Aber dafür hättest Du immer einen frischen Zitrusduft im Abgas 😉
Hi,
man kann den Scheibenwaschbehälter ja auch etwas größer machen. Ich würde mal ein Drittel vom Benzinverbrauch als Wasserverbrauch einkalkulieren (für Vollast, bei Leerlauf braucht man sicher keine Wassereinspritzung). Damit bekommt man auch den OZ-Bedarf um 10 herunter. Eine geringere Menge tut es wohl auch, siehe http://www.cartronic-motorsport.de/porsche_993_996_wasserinj.html
(übrigens auch vom Scheibenwaschbehälter gespeist 😉)
Gruß
Stefan