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Emulsionsmotor
Hi,
Ich war neulich im Archiv von ATZ unterwegs und habe mir dort einige Artikel bzgl Motortechnik durchgelesen und bin dabei erstaunlicherweise relativ oft auf den Begriff Emulsion gestoßen. Aktuell wird bei einigen Firmen untersucht, wie sich die NOx-Emmisionen wohl verhalten, wenn man zum Kraftstoff eine geeignete Emulsion zumischt.
Aber darauf will ich garnicht hinaus, bei den ganzen Artikeln kam mir die Idee, ob man solche (bzw eine explizit geeignete) Emulsion nicht auch dazu verwenden könnte, um notwendige Teile zu schmieren und gleichzeitig den Motor zu kühlen. Sozusagen ein normaler Hubkolbenmotor bei dem ein einziges Medium (in diesem Fall eine geeignete Emulsion) als kombiniertes Kühl - und Schmiermittel dient.
Vorteile, die mir auf Anhieb einfallen, wären zB das einsparen einer kompletten Pumpenbaugruppe oder ganz allgemein Vorteile bei der Wartung und Herstellung.
Was haltet ihr davon? Unsinn oder könnte es sowas in vielen vielen Jahren tatsächlich mal geben?
Ich bin gespannt auf eine interessante Diskussion.
Grüße
17 Antworten
Hallo. Als Laie ergibt das auf den ersten Blick schon Sinn. Offene Fragen wären aber: Kosten der Flüssigkeit? Entsorgung? Umweltverträglichkeit? Durch den Wegfall des Motoröls hätten die Ölmultis aber wiederrum weniger Einnahmen und die würden sicherlich zu verhindern wissen, damit sowas nicht in Serie zum Einsatz kommt. Wenn sowas möglich wäre und auch sinnvoll, hätte es schon seit Jahren geben müssen.
Elias
Davon abgesehen, daß die rheologischen Eigenschaften einer Dieselöl- oder Benzin-Wasser Emulsion im Vergleich zu einem hochlegierten Motoröl sehr schlecht sind, würde der Wasseranteil bei >100°C auskochen.
Ein Motorschmierstoff muß aber weit höhere Temperaturen aushalten und darf auch unter 0°C nicht ausfrieren.
Gruß SRAM
Naja eine Emulsion muss ja nicht zwangsweise auf Wasser basiern das ist ja nur ein winziger Bereich der Emulsionen.
Bei der Bandbreite verfügbarer Flüssigkeiten gibt es sicher genug geeignete Kombinationen - fraglich ist sicher eher ob das wirtschaftlich Sinn macht.
Man müsste sicher auf andere Flüssigkeiten als Öl und Wasser zurückgreifen. Problematisch sind sicher dann die extrem dünnen Abstände die man heute allgemein im Motorenbau (inbes. bei Kolben etc hat) hier mit einer Emulsion einen wirklich durchgängigen Film zu gewährleisten dürfte sicher extrem schwierig sein, es dürften permanent Regionen mit höherer Reibung also Hotspot Bildung geben.
Öl und Kühlwasserkreisläufe sind ja auch jetzt nicht wirklich so störanfällig, dass da Handlungsbedarf bestehen würde und man ein Kompromiss bei Schmierung / Kühlung zugunsten von vielleicht minimal zuverlässigerer / wartungsärmerer Technik Sinn machen würde.
Warum gibt es überhaupt einen Wasserkreislauf? Könnte man den nicht durch einen Öl-Kreislauf ersetzen?
Zitat:
Original geschrieben von h2-fanatiker
Warum gibt es überhaupt einen Wasserkreislauf? Könnte man den nicht durch einen Öl-Kreislauf ersetzen?
gute Frage! Schau mal im Motorlexikon nach!
Oh, dass das so krass ist hätte ich nicht gedacht.....
Zitat:
Original geschrieben von h2-fanatiker
Warum gibt es überhaupt einen Wasserkreislauf? Könnte man den nicht durch einen Öl-Kreislauf ersetzen?
Reine Gewohnheitssache. :D
Man hat mit Wasser und Luft angefangen, weil es billiger und im Falle von Luft technisch einfacher war. Allerdings hat Luft ihre eigenen Tücken...
Luft ist zum grössten Teil verschwunden mit der Verbreitung von Frostschutzmitteln obwohl diese mehr kosten wie Luft. Die Hauptgründe sind weniger spezifische Leistung pro Zylinder und etwas höherer Kraftstoffverbrauch.
Die Kosten für Frostschutzmittel sind etwa 25% niedriger als Öl und im Falle von Undichtigkeiten ist Frostschutz weniger Umweltverschmutzend. (US Preise $ 4.50 Gallone Öl, $ 3.50 Gallone 50/50 Frostschutz)
Technisch gesehen wäre es egal, Deutz baut eine Modellreihe von "Flüssigkeitgekühlten" Diesel Motoren die Ölkühlung benützen. Bei diesen Motoren ist das Kühlsystem integriert. Das heisst der Motor kommt vom Werk fertig gebaut mit Kühlsystem.
Es scheint keine grossen Vor oder Nachteile zu geben.
Gruss, Pete
PS: Um Irgendwas zu ändern, das heisst auf Emulsionen umzusteigen müsste entweder ein Problem existieren das man mit Öl nicht lösen kann oder eine Kosteneinsparung möglich sein. Da weder das eine noch das andere der Fall ist, existiert einfach kein Grund was zu ändern.
Hallo,
Ich finde eure Ideengänge sehr interessant und im Prinzip hat Reachstacker mit
Zitat:
Um Irgendwas zu ändern, das heisst auf Emulsionen umzusteigen müsste entweder ein Problem existieren das man mit Öl nicht lösen kann oder eine Kosteneinsparung möglich sein.
eine sehr gute Zusammenfasung gegeben.
Ich habe im Pantentamt mal nachgeguckt und es gibt tatsächlich noch kein Konzept für sowas. Allerdings besitzen einige Chemiekonzerne bereits Patente über Emulsionen, die zur Kühlung verwendet werden können.
Sie erfüllen auf den ersten Blick (einschlägige Daten sind leider nicht aufgeführt) die hinreichenden Bedingungen einen Motor zu kühlen.
Sagen wir mal, man hat irgendwann mal das Problem mit dem Kühl/Schmiermittel gelöst. Ein Motor hat doch soviele kritische Stellen (Zylinderrohr, Zylinderkopf, Ventile und ggf Kolben), die rein konstruktiv nicht lösbar wären.
Ich bin weiterhin Fan von der Luft - und Wasserkühlung und wie bereits von WHornung angedeutet so störanfällig ist das ja nicht oder was haltet ihr davon?
grüße
Moin,
Die Wasserkühlung hat, wie auch die Luft- oder Ölkühlung ganz bestimmte Vor- und Nachteile. Je nach Einsatzzweck wählt man dann die passende Lösung aus.
z.B. mobile Stromgeneratoren - bis zu einer gewissen Größe in der Regel Luftgekühlt - weil es kostengünstig ist und wenige Probleme verursacht.
Beim PKW ist die Kühlwirkung des Wassers als Massenkühlung sehr gut. Wasser wird recht schnell warm und gibt die Wärme auch effizient wieder ab. Hinzu kommt eine hohe mögliche Umlaufgeschwindigkeit. Im Falle eines Defektes und einer Undichtigkeit (z.B. durch einen Unfall) sind die Umweltschäden durch ausgelaufenes Wasser bzw. Kühlmischung vergleichbar überschaubar. Bei Öl wären die Risiken deutlich höher.
Bei großen Stationärmotoren kann man hingegen andere Vorteile des Öles, wie z.B. die höhere maximale Umlauftemperatur nutzen - das größere Volumen an Kühlmittel fällt nicht ins Gewicht.
Das ist alles im großen und ganzen ein abwägen zwischen Kosten, Nutzen und Risiken.
MFG Kester
Zitat:
Original geschrieben von Rotherbach
Das ist alles im großen und ganzen ein abwägen zwischen Kosten, Nutzen und Risiken.
MFG Kester
und ich bin am abwegen, ob ich über dieses thema nicht meine diplomarbeit schreiben sollte. das problem ist nur, es gibt kaum material! :(
Warum wohl ?
Ein Nutzen ist nicht erkennbar, die Umsetzbarkeit fraglich und die bestehende Lösung hat einen extrem hohen technischen Reifegrad.
Nur um zu zeigen, daß es geht ?
Dafür interessiert sich hinterher kein potentieller Arbeitgeber und wenn es schlecht läuft wirst du beim Einstellungsgespräch gefragt : "Warum nur dieses Thema ?".
Gruß SRAM
Moin,
Mal ehrlich - was an der Geschichte willst du denn "bearbeiten" ?!
Das es prinzipiell funktioniert ist klar.
Was die Probleme sein werden auch.
Lösungen im Bereich der Materialien wird man auch finden.
Ich sehe da kein Potential wirklich bahnbrechendes zu finden mit dem man irgendwo Hausieren gehen könnte.
MFG Kester
Naja ist ja jetzt auch "nur" eine Diplomarbeit und keine Promotionsarbeit von daher an den wenigstens Unis werden für eine Diplomarbeit wirklich bahnbrechende Neuerungen erwartet - da geht es ja meist lediglich darum, sein wissenschaftliches Arbeiten unter Beweis zu stellen.
Wenn man das Zeug nun erst zum Kühlen und zum Schmieren und dann in der Verbrennung nutzt......