Benziner nun wie Diesel? OPF
Hi,
ich hab mal eine Frage zu den neuen Benzinern mit OPF. Man soll einen Diesel ja immer warm fahren und kurze Strecken solle man vermeiden, damit sich der DPF nicht zusetzt. Wie verhält sich das jetzt bei den neuen Benzinern? Benziner erreichen schneller eine hohe Temperatur und der OPF wird so schneller freigebrannt. Wie ist es denn aber nun bei kürzeren Strecken? Kann der OPF sich auch zusetzen? Sind also ab jetzt moderne Benziner auch im besten Fall nur noch für längere Strecken zu benutzen? Ist nun die Entscheidung irrelevant ob Benziner oder Diesel?
Gruß
28 Antworten
Zitat:
@Tob. schrieb am 25. Oktober 2021 um 19:05:37 Uhr:
Ich möchte keinen neuen Thread eröffnen, deshalb hänge ich meine Frage hier an:Wie lassen sich die höheren Abgastemperaturen physikalisch(?) / chemisch(?) / technisch (?) beim Ottomotor begründen? Und wie die niedrigeren beim Diesel?
Hier anschaulich erklärt.
Zitat:
@Amen schrieb am 25. Oktober 2021 um 21:31:28 Uhr:
In der Praxis ist der Diesel-Prozess aber höher verdichtet und besser (idealnah) umzusetzen.
Na ja, mit den Atkinson-Benzinern ist dem nicht mehr so. Die expandieren mittlerweile mit 13-14:1, während die Diesel immer weniger verdichten (14-16:1, die Zeiten von 19-22:1 sind lange vorbei).
So erreicht der 2.0er-Earthforce-Motor von Toyota 42%, nahe an den besten Dieseln (45%).
Gleichzeitig ist aber nicht nur ein punktuell hoher Wirkungsgrad wichtig, sondern auch die Möglichkeit den Motor dort oft zu betreiben.
Bei meinem Prius beispielsweise sorgt der Hybridantrieb dafür, dass der Wirkungsgrad nur sehr selten unter 30% fällt. In über 80% der Zeit hält es den Motor bei <240g/kWh, das sind ungefähr 35%.
Und das funktioniert, mein Durchschnittsverbrauch über 14.000km liegt bei 5.9l/100km, für einen 7-Sitzer-Van absolut super. Was die Technik nicht kann, ist die höhere Energiedichte von Diesel auch noch ausgleichen, deswegen würde ein Diesel hier bei rund 5l/100km liegen, ohne energetisch einen Deut besser zu sein.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 26. Oktober 2021 um 07:15:42 Uhr:
Zitat:
@Amen schrieb am 25. Oktober 2021 um 21:31:28 Uhr:
In der Praxis ist der Diesel-Prozess aber höher verdichtet und besser (idealnah) umzusetzen.Na ja, mit den Atkinson-Benzinern ist dem nicht mehr so. Die expandieren mittlerweile mit 13-14:1, während die Diesel immer weniger verdichten (14-16:1, die Zeiten von 19-22:1 sind lange vorbei).
So erreicht der 2.0er-Earthforce-Motor von Toyota 42%, nahe an den besten Dieseln (45%).
Gleichzeitig ist aber nicht nur ein punktuell hoher Wirkungsgrad wichtig, sondern auch die Möglichkeit den Motor dort oft zu betreiben.
Bei meinem Prius beispielsweise sorgt der Hybridantrieb dafür, dass der Wirkungsgrad nur sehr selten unter 30% fällt. In über 80% der Zeit hält es den Motor bei <240g/kWh, das sind ungefähr 35%.
Und das funktioniert, mein Durchschnittsverbrauch über 14.000km liegt bei 5.9l/100km, für einen 7-Sitzer-Van absolut super. Was die Technik nicht kann, ist die höhere Energiedichte von Diesel auch noch ausgleichen, deswegen würde ein Diesel hier bei rund 5l/100km liegen, ohne energetisch einen Deut besser zu sein.
Grüße,
Zeph
Wenn man bedenkt, daß der Antrieb schon 2009 auf den Markt kam durchaus beeidruckend. Selbst bei Vmax, was eigentlich vom Wirkungsgrad eher mau ist, haben wir noch ca. 28% Wirkungsgrad.
Zitat:
@raphrav schrieb am 25. Oktober 2021 um 20:12:02 Uhr:
Die lassen sich über die Thermodynamik begründen:
Ein Diesel verdichtet stärker als ein Benziner.
Das bedeutet konsequenterweise auch, dass er das Abgas weiter entspannt, bevor er das Auslassventil öffnet.
Und wenn du ein Gas verdichtest, wird es warm, wenn du seinen Druck verringerst, kühlt es ab.
Durch das stärkere Entspannen kühlt das Abgas im Zylinder eines Diesels stärker ab, bevor es diesen Richtung Auspuff verlässt.Die höhere Verdichtung bzw. Entspannung ist übrigens auch neben anderen kleineren Faktoren (keine Drosselklappe, keine Volllastanfettung, höhere Energiedichte des Diesels) der wesentliche Trick, warum ein Diesel effizienter läuft als ein Benziner.
Stichworte zur tieferen Recherche sind "thermodynamischer Kreisprozess" bzw. detaillierter "Otto-Kreisprozess" bzw. "Diesel-Kreisprozess"
Bei mazda verdichten manche ottomotoren höher als die diesel, und trotzdem ist deren abgastemperatur höher.
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Das die aber die geometrische Verdichtung. Ohne die Steuerzeiten zu kennen sagt das noch wenig aus
Zitat:
@abm_70 schrieb am 3. November 2021 um 09:54:22 Uhr:
Bei mazda verdichten manche ottomotoren höher als die diesel, und trotzdem ist deren abgastemperatur höher.Zitat:
@raphrav schrieb am 25. Oktober 2021 um 20:12:02 Uhr:
Die lassen sich über die Thermodynamik begründen:
Ein Diesel verdichtet stärker als ein Benziner.
Das bedeutet konsequenterweise auch, dass er das Abgas weiter entspannt, bevor er das Auslassventil öffnet.
Und wenn du ein Gas verdichtest, wird es warm, wenn du seinen Druck verringerst, kühlt es ab.
Durch das stärkere Entspannen kühlt das Abgas im Zylinder eines Diesels stärker ab, bevor es diesen Richtung Auspuff verlässt.Die höhere Verdichtung bzw. Entspannung ist übrigens auch neben anderen kleineren Faktoren (keine Drosselklappe, keine Volllastanfettung, höhere Energiedichte des Diesels) der wesentliche Trick, warum ein Diesel effizienter läuft als ein Benziner.
Stichworte zur tieferen Recherche sind "thermodynamischer Kreisprozess" bzw. detaillierter "Otto-Kreisprozess" bzw. "Diesel-Kreisprozess"
Wie hoch die effektive Verdichtung ist, kannst du doch gar nicht wissen. Und die Abgastemperatur hast Du sicherlich auch nicht gemessen, zumal diese auch von anderen Faktoren abhängt. Ein Turbolader (heute Standard in allen Diesel-PKW) zum Beispiel, senkt die Abgastemperatur auch ab, da er seine Energie zum Antrieb zu einem großen Teil aus der Temperaturdifferenz zieht.
Zitat:
@HD-Moos schrieb am 26. Oktober 2021 um 01:47:35 Uhr:
Hier anschaulich erklärt.
Die Seite kannte ich und mich hat eben folgendes irritiert:
Die Verbrennungstemperatur ist bei beiden Motorkonzepten gleich hoch, aber die Abgastemperaturen nicht. Deswegen habe ich auch hier meine Frage gestellt.
Mal abgesehen davon, dass diese Seite ziemlich veraltet ist...
Der große Unterschied liegt in der höheren Expansion des Dieselmotors. Der Ottomotor verdichtet 10:1, der Diesel etwa 16-19:1. Genausoweit können die Gase nach der Zündung expandiert werden. Lässt man Gas expandieren, kühlt es ab. Je weiter man es expandiert, desto kühler wird es (und desto mehr Wärme wird in mechanische Arbeit umgewandelt). Expandiere ich ein 2000°C heißes Gas mit 10:1, kommt man eben auf die 800°C Endtemperatur, expandiert man es 19:1 kommt man auf die 250°C Endtemperatur.
Nun war es lange so, dass Kompressionshub und Expansionshub gleich groß waren (Otto- und Dieselmotor). Den Otto konnte man nicht so hoch verdichten wie den Diesel, da er sonst klopft. Erst mit er Einführung der Atkinson-Motoren mit verspätet schließendem Einlassventil löst dieses Problem. Der Atkinson hat ein hohes geometrisches Verdichtungsverhältnis (13-15:1), kann also die Gase fast so weit wie ein Diesel (dessen Kompressionswerte inzwischen eher bei 14-16:1 liegen) expandieren und Arbeit rausholen. Dafür schiebt er aber beim Kompressionshub ca. 1/3 der Frischladung wieder aus dem Zylinder. So verdichtet er aber nur mit 10:1 (und klopft damit nicht). Nachteil: Dieser Motor verwendet nur 2/3 seines Hubraums für die Frischladung, sprich ein 1.8l-Motor hat nur die Leistung eines 1.2l-(Otto-)Motors. Dafür aber die Effizienz nahe am Dieselmotor.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 3. November 2021 um 15:55:24 Uhr:
Mal abgesehen davon, dass diese Seite ziemlich veraltet ist...Der große Unterschied liegt in der höheren Expansion des Dieselmotors. Der Ottomotor verdichtet 10:1, der Diesel etwa 16-19:1. Genausoweit können die Gase nach der Zündung expandiert werden. Lässt man Gas expandieren, kühlt es ab. Je weiter man es expandiert, desto kühler wird es (und desto mehr Wärme wird in mechanische Arbeit umgewandelt). Expandiere ich ein 2000°C heißes Gas mit 10:1, kommt man eben auf die 800°C Endtemperatur, expandiert man es 19:1 kommt man auf die 250°C Endtemperatur.
Nun war es lange so, dass Kompressionshub und Expansionshub gleich groß waren (Otto- und Dieselmotor). Den Otto konnte man nicht so hoch verdichten wie den Diesel, da er sonst klopft. Erst mit er Einführung der Atkinson-Motoren mit verspätet schließendem Einlassventil löst dieses Problem. Der Atkinson hat ein hohes geometrisches Verdichtungsverhältnis (13-15:1), kann also die Gase fast so weit wie ein Diesel (dessen Kompressionswerte inzwischen eher bei 14-16:1 liegen) expandieren und Arbeit rausholen. Dafür schiebt er aber beim Kompressionshub ca. 1/3 der Frischladung wieder aus dem Zylinder. So verdichtet er aber nur mit 10:1 (und klopft damit nicht). Nachteil: Dieser Motor verwendet nur 2/3 seines Hubraums für die Frischladung, sprich ein 1.8l-Motor hat nur die Leistung eines 1.2l-(Otto-)Motors. Dafür aber die Effizienz nahe am Dieselmotor.
Grüße,
Zeph
Einfache Lösung: 6,5 Liter V12 verwenden, dann stimmt auch die Leistung, trotz Atkinson-Prinzips. 😁
PS: Der Atkinson-Motor hatte einen aufwendigen Pleuel- und Kurbeltrieb, um den Arbeitshub länger zu machen, als den der Ansaugung. Was die Japaner da Atkinson nennen, ist nur die Simulation dieses Prinzips mit einfachen Mitteln.
Ja, ich weiß. Aber auch wenn Atkinson's Motor aus der Patentzeichnung eindrucksvoll ist, so wurde auch nie ein laufender Motor nach dieser Zeichnung realisiert. Wie auch immer, selbst bei diesem Motor wird (anders geht es ja nicht) nur ein Teil des Hubraums genutzt. Nur das zurückschieben in den Ansaugtrakt entfällt
Bei Toyota bekommst Atkinson-Maschinen bis 4l und 8 Zylindern (Lexus LS600h)
Offenbar haben sich ein paar Bastler dessen angenommen und einen laufenden Motor realisiert. Nur irgendwie, wirklich zur Anwendung kam er in dieser Implementation nie.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 4. November 2021 um 09:13:49 Uhr:
Offenbar haben sich ein paar Bastler dessen angenommen und einen laufenden Motor realisiert. Nur irgendwie, wirklich zur Anwendung kam er in dieser Implementation nie.Grüße,
Zeph
Das wäre auch unsinnig so einen komplizierten stationär Motor irgendwo hinzustellen.
In Südamerika laufen meist Yanmar Diesel Motoren, für boote, Stationär betrieb oder auf einem selbst gebauten Fahrzeug.
Ob die teile umweltfreundlich und vibrationsarm laufen interessiert da keinen.