Gibt es eigentlich Motoren mit elektrisch erzeugtem Ladedruck?
Vorhin kam mir ein Gedanke:
Gibt es eigentlich Motoren / Fahrzeuge, bei denen der Ladedruck elektrisch erzeugt wird?
Also ein Kompressor der nicht mechanisch vom Motor angetrieben wird, sondern eine elektrisch betriebene Turbine?
Ich meine kurz überschlagen scheint das für einen Laien wie mir einen Haufen Vorteile zu haben:
Keine extreme thermische Belastung wie beim Abgasturbo
Ladedruck ist ist leicht zu steuern, Wastegate, Umluftventil, VTL usw wären doch evt. überflüssig, da der Druck völlig über die Turbinendrehzahl geregelt werden kann.
Gibts zu dem Thema irgendwas?
Grüße und Dank,
Andre
Beste Antwort im Thema
Man könnte auch auf die Idee kommen, mit einem e-Motor das Fahrzeug direkt anzutreiben, statt Luft in einen Verbrenner zu blasen. Aber das wäre wohl zu kompliziert gedacht.
29 Antworten
Zitat:
Man könnte auch auf die Idee kommen, mit einem e-Motor das Fahrzeug direkt anzutreiben
😁😁😁
Sram
man könnte auch auf die idee kommen, den elektrischen lader als generator zu nutzen und mit dem erzeugten stom die hinterräder antreiben. dann hätten wir direkt ein low-cost hybridfahrzeug.
Also ich hab das grade nochmal überschlagen:
Ein Ottomotor saugt pro Umdrehung Hubraum / 2 an Luftgemisch an.
Ein 2Liter-Motor bei 6000Upm benötigt folglich grob und Pi mal Daumen 6000 Liter Luftgemisch pro Minute, eher ein ganzes Stück weniger wegen Unterdruck im Ansaugtrackt usw. (Oder?)
Ein Otto-Gemisch liegt bei ca 15:1 Luft/Benzin (Ungeachtet Gemischregelung durch Lambdasonde usw). Die Menge des Benzins ist dann, aufs Volumen gesehen, vernachlässigbar.
Die Kompressorleistung sollte sein:
Druck*Volumen / s bzw Pascal * m³/ s = Watt
1 Bar = 100000 Pascal, sagen wir 2Bar Druck sollen es sein
Ergibt 1,2KW Leistung, die der Kompressor zu vollbringen hat
(Anhand der benötigten Benzinmenge in Litern/Minute bei diesem Beispiel schätze ich, dass ein Motor praktisch ERHEBLICH weniger Gemisch / Minute einsaugt)
Zu beachten ist:
die 1,2KW die für die Kompression benötigt werden, muss der Motor IMMER mindestens abarbeiten um den Lader zu versorgen. Egal ob durch Abgase, Mechanisch oder Elektrisch.
Bei den bisher geposteten Elektro-Turbos war das Problem, dass betreibt man den Turbo am 12Volt-Bordnetz, das Problem sind die hohen Ströhme.
Aber wieso nicht ein zweite Lichmaschine für den Turbo? Erstmal hätte das einige Vorteile:
Die zweite Lima könnte auf wesentlich höhere Spannungen ausgelegt sein, was den benötigten Strohm umgänglich macht.
Wechsel oder Drehstrommotoren haben afaik eher einen besseren Wirkungsgrad als Gleichstrommotoren, genauso wie die 12Volt-LiMa an Wirkungsgrad verlieren sollte, dadurch das sie (soweit ich weiß heute meistens) einen Gleichrichter verwenden.
Nachteil: eine zweite Lichmaschine wiegt mehr. Die Frage ist ob 5Kilo Lima bei einem Fahrzeug von anderthalb Tonnen + Insassen auffällt.
Zitat:
eher ein ganzes Stück weniger wegen Unterdruck im Ansaugtrackt usw. (Oder?)
Nö: du willst ja den Motor mit verdichteter Luft, also > 1 bar füllen.
bei zwei bar also:
2 Liter Hubraum
1 Liter pro Umdrehung (hier hatte sich bei mir ein Fehler eingeschlichen, danke für die Berichtigung !)
6000 Liter pro Minute
100 Liter pro Sekunde
Bei vollständig isothermer verdichtung gilt deine Formel:
P = V * delta P = 1e5 Pa * 0,1 m³/s = 10 kW
Die Verdichtung ist aber adiabat (da Verdichter einstufig ohne innere Kühlung).
Die Arbeit in diesem Falle berechnet sich im Idealfall aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Adiabatische_Zustands%C3%A4nderung
Und ist deutlich höher.
Das wäre aber ein idealer Verdichter ohne irgendwelche Verluste. In Realita gibt es mechanische Verluste (Lager und ggf. Getriebe-Reibung) sowie die Verluste auf der Strömungsseite des Verdichters (Schaufelabriß, Gasreibung, Verdichtungsstoß, Impulsverlust durch Umlenkungen,..........etc.). Insbesondere die Lagerverluste (sehr hohe Drehzahl) und die Strömungsverluste (kleine Querschnitte und sehr hohe Schaufelgeschwindigkeiten ) sind bei einem so kleinen Verdichter %tual recht groß, woraus sich (wegen des Fehlers oben) eine immer noch recht große Leistung von mehr als 20 kW ergibt.
Viele Grüße
SRAM
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Hier auch mal de Daten eines Hybrid Turboladers da ist der elektrische Verbrauch eingentlich recht moderat.
http://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e433/e433036.pdf
und hier im OPOC
http://www.ecomotors.com/.../electrically-controlled-turbocharger-ect
ZhongDing ein chinesischer Motorenbauer hat sich diese Technik gesichert, und will die wohl auch zeitnah verbauen, zunächst im LKW Bereich, gerade entwickelt wird eine 75 PS Variante mit teilektrischem Turbo für normale Autos.
Die europäischen Hersteller haben ja ähnliches im EUCAR Projekt, aber da wartet man glaub auf die 42V Bordnetzumstellung.
Man muss einfach denke ich mal abwarten ob sich das durchsetzt, interessant ist das schon und der teilektrische Lader eröffnet viele Möglichkeiten, einen rein elektrischen braucht man ja nicht wirklich in einem Auto mit Vebrennungsmotor....
Es reicht doch vollkommen die Randbereiche mit einer elektischen Zusatzkomponente abzudecken, die der mechanische Lader nicht leisten kann, dann ist auch der Strombedarf sehr gering - 1 bis 2 kW reichen wohl (zumindest nach den Mitsubishi Daten)
Der Leistungsbedarf ist abhängig von der Luftmasse und dem Druck. Mit 1-2 kW erreicht man nur geringen Ladedruck und das auch nur bei niedrigen Drehzahlen. Damit kann man dem Motor untenraus etwas mehr Drehmoment verschaffen.
Ein kleiner Eaton-Lader mit Motoren bis 1.6l Hubraum, braucht etwa 10 kW Antriebsleistung für 0,35 bar Ladedruck, siehe http://www.magnusonproducts.com/images/mp45g2.jpg. Da man diese Kompressoren auch mit Magnetkupplung bekommt, stellt sich die Frage, wieso man diese nicht direkt antreibt. Für die Tuningindustrie ist ein E-Turbo natürlich interessant, weil er an Saugmotoren einfach nachzurüsten wäre.
Die 2 KW sind ja ZUSÄTZLICH zum mechanischen Ladedruck - siehe Mitsubishi Daten. Bei 20 KW kommen halt beim Hybridlader 95% aus der mechanischen Seite und vielleicht 5% aus der elektrischen (betrachtet über ein grösseres Delta t) natürlich mit variablem Verhältnis.
Die 2 KW elekterisch zusätzlich zum richtigen Zeitpunkt für ein paar (Teil-) Sekunden die bringen halt ordentlich was, die Messwerte sprechen hier ja für sich. Viel besser würde ein rein elektrischer Lader auch nicht arbeite und hätte die ja hier genannten Nachteile.
Ein rein elektrischer Lader in einem Verbrenner macht keinen Sinn - aber auch ein rein mechanischer ist weit vom Optimum entfernt, das Ideal ist eben beides kombiniert ein teil-elektrischer Lader mit variabler Verteilung von elektrischem und mechanischem Anteil dabei muss der elektrische Anteil gar nicht hoch sein der Mitsubishi Motor mit einem 2 L Hubraum und moderner Dieseltechnik - sozusagen ja der Allerweltsdieselmotor - hat sehr gute Ergebnisse mit einem 2 kW Hybridlader (die 2 kW natürlich nur bezogen auf den elektrischen Anteil)
Ein elektrisch unterstützter Abgasturbolader hört sich sehr gut an. Doch warum bietet kein Hersteller ein Produkt an? Selbst wenn das Ding 2000 Euro kostet, würde die Tuningindustrie das kaufen, wenn es tatsächlich Vorteile bringt, denn auch teure Turbos mit Kugellagerung und gefrästen Kompressorrädern verkaufen sich.
Ich vermute, dass das Problem zur Zeit die geringe Bordspannung in Verbindung mit den hohen Temperaturen und Drehzahlen ist. Es ist nicht gerade einfach einen massearmen Motor zu bauen, der >100000 U/min drehen kann, 1-2 kW mechanische Leistung an 12V liefert und zudem mit Umgebungstemperaturen um die 150 Grad umgehen kann.
Genau das ist gerade das worauf man wartet, die Bordnetzumstellung auf 42V, denn lizenziert haben alle der grossen Turboladerhersteller diese Technik bereits, bei 12V ist das aber halt nur im Gesamtaufwand zu teuer für den Massenmarkt.
Das erste Massenprodukt in der Richtung wird man von den Chinesen erwarten können "Zhongding" das ist so ein Autoteilezulieferer, der kauft gerade einiges an Patenten in dem Bereich Motorenbau vor allem in den USA und hat einen 75PS Motor mit einem Hybridlader in Auftrag gegeben.
Wärme, Stromnetz usw. da macht es halt mehr Sinn einen Motor von Grund auf neu zu konstruieren, als zu versuchen einen Hybridlader nachträglich einzupflanzen.
Mit den doch recht weit entwickelten TDIs etc ist das vielleicht auch einfach nicht wirtschaftlich sinnvoll, sollte Zhongding erfolgreich sein wird man aber vermutlich nachziehen, nehme ich mal an, denn die Daten auch abseits der China-Werbung wie von Mitsubishi oder US Firmen die sich mit dieser Technik beschäftigen sind einfach zu gut.... das ist letztendlich vom Fahrerlebnis her vermutlich mindestens wie der Sprung von den alten Wirbelkammerdiesel-Motoren auf TDI - inbesondere das fast komplette Wegfallen des Turbo-Lochs ist sicher klasse.
Den Turbolader gab es doch, man denke an den größten Börsenskandal zur Jahrtausendwende zurück, Turbodyne behauptete sie hätten so ein Teil Marktreif..
Die 7$ Aktie war über Nacht 90$ Wert und nach dem man nachwies wie bescheuert die Idee ist, wurde sie für 15ct pro Aktie verschleudert, ehe man sie von der Börse nahm.
7 auf 90 $. Das Ding hat doch funktioniert 😁
Hallo Google ist dein Freund;
http://www.audi-technology-portal.de/.../elektrischer-biturbo
Macht energetisch irgendwie keinen Sinn, es sei denn man bekommt die elektrische Energie vorher aus Rekuperation.
Alles andere wäre Verschwendung.
Zitat:
@circonia schrieb am 18. November 2015 um 18:57:02 Uhr:
Hallo Google ist dein Freund;http://www.audi-technology-portal.de/.../elektrischer-biturbo
Das sind ja heftige Klimmzüge, um den Verbrenner einen Prozentpunkt effektiver zu machen.
So ein Klimmzug ist auch die Dampfmaschine, die im Auspufftrakt eines BMW ausprobiert wurde.
Nebenaggregat neben Nebenaggregat neben Nebenaggregat und dann noch ein elektrischer Lader, der den anderen Lader unterstützt. Aua.
Ist wie das Einprügeln auf ein totes Pferd. Wenn es sich nicht rührt, nehmen wir noch eine zweite Peitsche.
Der melonengroße E-Motor hat nur 2 Lagerungen. Vorne eins, hinten eins. Der Rest ist berührungslos.
Ein Magnetfeld sorgt für ein ordentliches Drehmoment. Kein Feuer im Motor. Kein Energieträger, sondern reine Energie, die nachgetankt wird. Ist das nicht klasse???
MfG RKM
Jedes Nebenagregat ist ein möglicher Fehlerpunkt...
Aber der EAutoantrieb besteht auch nicht nur aus Motor und Batterie.