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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@Fubbel: du liegst leider falsch.
Wenn du 2-3% Wasser beifügst (also etwa 45g Wasser auf 1 kg Kraftstoff und das auf etwa 15 Kilo Luft), so entzieht Wasser beim Verdampfen etwa 40 kJ/Mol.
45g sind 2,5 Mol bzw. 100 kJ. Und ca 900 Grad Abgastemperatur hast du im Schnitt etwa 38 j/molK, was bei etwa 870 Kelvin Temperaturgradient und eben 2,5 Mol auf weitere 82 kJ hinausläuft. Summe 182 kJ (ca). Was 15 Kilo Luft bei im Schnitt 1,1 kJ/kgK auf 11K Kühlung hinausläuft.
Nene, da muss mehr Wasser durch, so 10% bezüglich Kraftstoff macht schon Sinn ;-)
Zitat:
Original geschrieben von Symtomatics
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.
Der TSI ist für permanente 1050°C vor ATL ausgelegt. Dafür hat er Kolbenkühlung per Ölspritzdüse von unten, eine sehr wirksame Querstromkühlung im Kopf und mit Natrium gefüllte Auslassventile. Der ATL-Integralkrümmer ist wie schon geschrieben aus hochtemperaturfestem Stahlguss. Der verträgt ohne Sorge die 1050°C. Der herkömmliche ATL-Werstoff heißt D5-Grauguss und kann nur 950°C ab. Nach Turbo wird es kühler, da er dem Abgas ca. 100K entzieht. Der Kat ist dann sehr nah am Turbo angeordnet, um schnellst möglich die Anspringtemperatur zu erreichen. Das bringt die Kaltstart-Emissionen auf ein sehr niedriges Niveau.
Viele Grüße, Insider77
Ich wollte nur verdeutlichen, dass Wasser ein wesentlich geeigneteres Kühlmittel als Benzin ist. Man müsste das ganze nochmal mit Benzin durchrechnen um es mit Wasser vergleichen zu können.
Kolbenbodenkühlung, natriumgekühlte Auslassventile... das gibt es alles schon lange. Wieso traut man sich erst jetzt an so hohe Abgastemperaturen heran?
Hält nun jeder Turbo schon 1050 Grad aus? Und vorallem hält er es auch ein Autoleben aus? Die TDI-Turbos sterben ja schon wie die Fliegen in manchen Modellen.
Zitat:
Original geschrieben von Symtomatics
Kolbenbodenkühlung, natriumgekühlte Auslassventile... das gibt es alles schon lange. Wieso traut man sich erst jetzt an so hohe Abgastemperaturen heran?
Hält nun jeder Turbo schon 1050 Grad aus? Und vorallem hält er es auch ein Autoleben aus? Die TDI-Turbos sterben ja schon wie die Fliegen in manchen Modellen.
OB jetzt die TDI-Turbos wie die Fliegen sterben kann ich nicht sagen. Hab' da aber so meine Zweifel...
Sicher, oben genannte Goodies gibt es schon lange. Warum das aber erst jetzt in größeren Stückzahlen einsetzt? Ganz einfach: Kosten! In einer Industrie die im 0,01€ rechnet machen oben genannte Teile einen Motor deutlich (!!)teuerer...und das überlegt man sich eben zwei Mal. Man hätte den TSI auch mit konventionellen "billigen" Werkstoffen/Techniken bestücken können. Dann hätte man in weiten Teilen des KF aber wieder stark anfetten müssen, teilweise vermutlich deutlich unter 0,8. Das hätte die ganze Idee "Downsizing: Fahrspass bei moderatem Verbrauch" ad absurdum geführt und so hat man sich eben schweren Herzens entschieden diesem Motor ein paar Euros mehr zu spendieren. So einfach ist das ;-)
M.
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Löblich. Weil alles andere wäre kurzsichtige Kundenverarsche.
Auf Dauer merken die meisten Kunden, wenn diese ihr Geld für ein "must-have Lifestyleprodukt" statt eine funktionale und zuverlässige Kiste ausgegeben haben. Da ändert langfristig auch das beste (und damit teuerste) Marketing nichts dran. Ein teurer Marketingfuzzi kann zu einem Produkt exakt NICHTS beisteuern. Er kann die Erwartungshaltung beeinflussen und ggf. qualifiziertes Feedback geben, das wars aber auch. Wer mal mit Marketingleuten und anderen technisch unterbelichteten Vertrieblern zu tun hat weiss, wie schwer es ist qualitativ annehmbares Feedback zu bekommen.
Zugegeben, kurzfristig ist Marketing sehr wichtig - mittelfristig und vor allem langfristig kann es einem technisch schlechten / unzuverlässigen / überteuerten Produkt nicht wirklich helfen. Zumindest solange noch ein Markt mit Alternativen existiert. Opel hat das auf die ganz harte Tour lernen müssen und mittlerweile die Kurve gekratzt. VW und Daimler sind scheinbar gerade dabei diese Lektion zu lernen.
/GaryK
Ich kenne viele, deren Turbo getauscht wurde. Sei es, dass die VTG-VErstellung festgerostet ist, oder dass wirklich die Lager verschlissen waren. Egal.
Kolbenbodenkühlung gab es z.B. in sämtlichen 1,8l BP Mazdamotoren, die Turbos sogar mit natriumgekühlten Ventilen und kugelgelagerten Turbos. Was ich damit sagen will: Von den Voraussetzungen her, wäre es vielleicht sogar vor 15 Jahren schon möglich gewesen einen TSI zu bauen.
Man hat sich aber nicht getraut und ist bei Verdichtung und Lambdawert stets im sicheren Bereich geblieben.
Ich denke, dass neben modernen Werkstoffen die Elektronik ein engeres Herangehen an die Grenzen ermöglicht hat.
Wieso fettet man bei den 2.0l FSI dann an? Wurden da billige Komponenten verwendet?
Zitat:
Original geschrieben von Symtomatics
Ich denke, dass neben modernen Werkstoffen die Elektronik ein engeres Herangehen an die Grenzen ermöglicht hat.
Das ist mit Sicherheit richtig.
Ohne jetzt den Anfettungsbedarf vom 2.0l expliziet zu kennen. Aber dieser (Saug-)Motor hat das Problem, wie viele Wettbewerber auch, dass aus Gründen der Abgasgesetztgebung der Katalysator möglichst nahe am Auslass-Ventil sitzen muss. Stichwort: Anspringen des Kats nach Kaltstart. Katalysatoren halten zum einen bestimmte max. Abgastemperaturen einfach nicht aus, zum anderen "altern" sie unter Einfluss sehr hoher Temperaturen viel schneller, d.h. über Zeit verlieren sie an Wirksamkeit.Zitat:
Wieso fettet man bei den 2.0l FSI dann an? Wurden da billige Komponenten verwendet?
Das ließe sich auch wieder mit "Geld" etwas entspannen, ist meinem Verständis nach dann aber richtig teuer (Katträger, Edelmetall-Beladung, etc.) und wirtschaftlich nicht mehr zu vertreten. Turbomotoren haben hier den Vorteil, dass eben der Turbo vor dem Kat als Wäremesenke funktioniert und es im Prinzip reicht, den ATL "hochttemperaturfest" zu machen.
Letztendlich immer ein Abwägen zwischen mindestens zu erreichenden Zielwerten bzgl. Abgas, Verbrauch(=Anfettung) und Kosten.
M.
@FSI
Bei über 1000 Grad entwickelt Platin einen nennenswerten Dampfdruck und verfliegt. Dazu kommt, daß der Alu/CerOxid-Träger bei starken Temperaturschwankungen schneller altert, wegbröselt und ausgeblasen wird.
Ich fürchte, mit Neuentwicklungen und höheren Pt-Beladungen wirst du das Temperaturproblem nicht lösen können. LPG hätte Vorteile, da der Kat durch die bessere Abgaszusammensetzung deutlich schneller aktiv wird. Er könnte also weiter weg, wäre ähnlich effizient und würde länger leben. Und wahrscheinlich in Summe mehr Abgase zersetzen als ein auf den Kaltstart-Prüfzyklus optimierter Kat mit kürzerer Lebensdauer bzw. Effizienz.
/Garyk
Hallo zusammen - sehr interessant, aber für relative Laien auch etwas verwirrend. Ist meine Frage angemessen wenn ich wissen will, ob mein T4, für den Fall dass er auch im Vollast/Vollgas bereich anfettet weil das aus den genannten Gründen für gewisse Bauteile sinnvoll ist, also weiß meine Venturi Gasanlage von der Notwendigkeit des Anfettens? Geht das mit LPG überhaupt? Oder könnte das auch ein (zusätzlicher) Grund dafür sein, auf Gas-Vollastfahrten zu verzichten?
Tobi
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
@Fubbel: du liegst leider falsch.
Gary, ich wundere mich 🙁 Es ist das zweite mal in diesen Thread, wo ich sagte, das geht nicht(!) bzw. niemals und du schreibst, ich liege falsch um dann selber auf das gleiche Ergebnis zu kommen 😉
Und der Link zum Porsche Tuning zeigt es auch: 3-10% Wasser. Da ist meine Scheibenwaschanlage früher leer als mein Benzin/Gas-Tank...
Ein Einspritzen über den "Luftweg" hat zusätzlich den Voteil der Luftkühlung, Verzicht auf weiteres Einspritzventilund keine Probleme mit "vorher verdampfendem" Wasser...
Ich bleibe dabei, auch wenn VW etwas anderes erzählt: Anfettung durch Benzin hilft (fast) nichts gegen hohe Temperaturen - ausser durch umweltschädliche, verschwenderische, unvollständige, kältere Verbrennung...
Nun zurück zum Thema.
Eine Gasanlage nimmt die Einspritzwerte der Benzin-Anlage, daher braucht sie eigentlich nichts von einer Anfettung zu wissen. Das "weiss" die "Normale ECU" schon, und damit auch die Gas-Anlage. Zusätzliche Anfettung gibt es in Gas-Anlagen trotzdem, sie sind aber nur sehr kurzzeitig(!) bei Drehzahländerungen - damit wird dem erhöhten Energiebedarf Rechnung getragen.
Eine Gas-Anlage ist fett/mager zu den gleichen Bedingungen wie die Benzin-ECU es vorgibt. Unterstützt wird der Regelkreis durch die Lambda-Regelung. Daher ist Gas und Benzin-Betrieb bei einer gut eingestellten Anlage exakt gleich.
Schadet Fetter Gas-Betrieb? Schwierige Frage. Denn jedes Fahrzeug ist anders und der Hersteller hat es anders ausgelegt. Bei Volvo hätte ich keine Bedenken, denn die haben auch LPG-Versionen 😁 und da wird nicht viel anders sein....
Bei VW würde ich persönlich(!) auf Vollgasfahrten eher verzichten, da könnte der KAT länger leben.
Und Umrüsten nie vor 5000km Laufleistung...
Es wäre schon interessant, für welche Fahrzeuge anfetten ein Fremdwort ist. Ein Studium gewisser Umweltrichtlinien könnte da erstmal ein KO-Kriterium sein.
Eine Frage an die Chemiker:
Bei der unvollständigen (fetten) LPG-Verbrennung unter den Drücken und Temperaturen im Verbrennungsraum könnten da z.B. aus Propan Propen oder gar Propin entstehen? oder auch andere Alkine... Das mag der KAT bestimmt nicht...
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Gary, ich wundere mich 🙁 Es ist das zweite mal in diesen Thread, wo ich sagte, das geht nicht(!) bzw. niemals und du schreibst, ich liege falsch um dann selber auf das gleiche Ergebnis zu kommen 😉
Ich geb zu, ich bin a bisserl überarbeitet zur Zeit :-( Wenigstens rechne ich noch richtig, also ist Hoffnung.
Aber ich kann dich beruhigen. Propen und Buten sowie besonders Ethen (Also die ungesättigten AlkEne) sind um bis zu Faktor 20 aktiver als die jeweiligen gesättigten Kohlenwasserstoffe (Propan, Butan und Ethan, AlkAne). Das freut den Katalysator, es hilft der Entstickung ungemein auf die Sprünge und es schadet dem Kat ganz sicher nicht.
/GaryK
PS: die Frage geht übrigens eher an Katalytiker. Ein klassischer Chemiker kann dir eher ne Synthese für Paracetamol heraussuchen als sowas ;-)
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Ich bleibe dabei, auch wenn VW etwas anderes erzählt: Anfettung durch Benzin hilft (fast) nichts gegen hohe Temperaturen - ausser durch umweltschädliche, verschwenderische, unvollständige, kältere Verbrennung...
Auch wenn Du dabei bleibst wird es nicht richtiger. Anfettung hilft sehr wohl gegen hohe Abgastemperaturen und ist Stand der Technik....nicht nur bei VW.
Ein fettes (bis ca. lambda=0,9) Gemisch verbrennt übrigens hervorragend, da eben jedes Kohlenwasserstoff-Molekül sicher sein Sauerstoff-Molekül findet. Das Abgas ist eben nicht kälter weil die Verbrennung "schlechter" ist sondern in erster Linie durch die vom Benzin benötigte Verdampfungs-Enthalpie beim Phasenübergang flüssig nach dampfförmig. Kleines Beispiel noch am Rande: Bei mit Erdgas betriebenen Motoren kann man auch anfetten. Nach Fubbel-Theorie müsste ja es dann auch eine "kältere" Verbrennung geben...passiert aber nicht. Die Abgastemperatur bleibt quasi konstant...weil eben besagter Phasenübergang beim gasförmigen Kraftstoffes fehlt.
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Bei VW würde ich persönlich(!) auf Vollgasfahrten eher verzichten, da könnte der KAT länger leben.
Mit Verlaub...was ist das für'ne dämliche Aussage? VW-Aggregate sind i.d.R. problemlos mit LPG zu betreiben. Genau wie die meisten Wettbewerber auch.
M.
@FSI
Achte auf die Wärmekapazität des Abgases. Wasser hat ein niedrigeres Cp als CO2. Methan/LPG Gasmotoren werden durch die wasserstoffreichere Zusammensetzung bei gleicher Wärmemenge heissere Abgase bringen - 41J/molK gegen 54J/molK
Bei Erdgas kommt aber vermindernd hinzu, daß es für Lambda = 1 recht viel Luf verdrängt und so die verfügbare Wärmemenge senkt. Was man auch am Leistungsverlust sieht.
/GaryK
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
@FSI
Achte auf die Wärmekapazität des Abgases. Wasser hat ein niedrigeres Cp als CO2. Methan/LPG Gasmotoren werden durch die wasserstoffreichere Zusammensetzung bei gleicher Wärmemenge heissere Abgase bringen - 41J/molK gegen 54J/molK
Bei Erdgas kommt aber vermindernd hinzu, daß es für Lambda = 1 recht viel Luf verdrängt und so die verfügbare Wärmemenge senkt. Was man auch am Leistungsverlust sieht.
/GaryK
OK, hast recht & lerne immer gerne dazu!
Beim Beispiel Erdgas ging es mir nur darum aufzuzeigen, dass ein gasförmiger Brennstoff bei Anfettung deulich kleiner Lambda=1,0 quasi keine Einfluss auf die Abgastemperatur hat.
M.
LPG und (T)FSI
habe hute zum wiederholten male gelesen, daß sich motoren mit benzindirekteinspritzung (FSI und GDI) nicht für den LPG umbau eignen. woran liegt das?
eigentlich müßten sich diese motoren besonders gut für die umrüstung auf klopffeste kraftstoffe eignen.
könnte man nicht mit einer herkömmlichen anlage (pro zylinder ein einspritzventil im ansaugkrümmer kurz vor den einlassventilen) auch einen fsi befeuern? oder können da die lpg-steuergeräte nichts mit den öffnungszeiten (und somit der spritmenge) der benzin-injektoren anfangen und somit keine einspritzmenge fürs lpg errechnen? müßte aber eigentlich bei der heutigen vernetzung von steuergeräten kein problem mehr sein, alle relevantwn daten (luftmasse, -temperatur, drehzahl, lastzustand, etc.) dem lpg-steuergerät zukommen zu lassen. dieses konnte dann als selbsständiges system über ein kennfeld die gasmenge und zeit der einspritzung bestimmen. müßte man dem fahrzeugeigenen motorsteuergerät nur noch beibringen, kein benzin mehr einzuspritzen.
teilt mir bitte mit wenn ich da einen denkfehler eingebaut habe, aber mich treiben die spritpreise gerade auch zur verzweiflung. und da der kauf eines neuen fahrzeugs ansteht, zerbrech ich mir gerade den kopf über diesel oder auf lpg umgerüsteten benziner
gruß sebastian