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heiße oder kalte luft besser für volllastfahrten?!

Audi A6 C6/4F

hallo,

hatte gerade mit meinem vater ein kurzes hin und her...

er behauptet, dass wärmere luft im sommer für den motor besser sei bzw. das es da keinen unterschied zur kalten luft im winter gibt.

ich vertrete die meinung, dass es im winter für den motor weniger plackerei ist als im hochsommer.

konnte es jetzt nicht so gut begründen, weil das für mich total logisch eigentlich ist, dass sich der motor im winter weniger quält als im sommer.

der fahrtwind kühlt ja den motor.

ging darum, dass ich im winter eher mal vollgas fahre als im sommer.

möchte nämlich winterreifen mit einem höheren geschwindigkeitsindex als "210".

vll. könnt ihr mir da mal eben ein paar gute quellen sagen, oder mir es besser erklären.

Beste Antwort im Thema

Zitat:

Original geschrieben von Maverick78de

Ist mir auch neu das kalte Luft mehr Sauerstoff enthält. Ich dachte der Sauerstoffgehalt liegt immer bei ca 20,95%

Bei kalter Luft steigt nur die Dichte an, dadurch hat man mehr Moleküle im selben Raum, sowohl für Sauerstoff, Stickstoff und Co bleibt aber die prozentuale Verteilung gleich.

Kalte Luft vs warme Luft ist letztlich (mal von der Brennraumkühlung abgesehen) ein bisschen wie Turboaufladung. Der prozentuale O2-Gehalt bleibt gleich, die Masse pro Volumen (=Dichte) ist aber deutlich höher. Dadurch kann mehr Kraftstoff verbrannt werden, es entstehen höhere Verbrennungsdrücke und somit mehr Kraft auf dem Kolben.

Die Dichte von Luft verändert sich (annähernd) linear zur Temperatur. Wieviel höher ist also die Luftmenge bei 0° im Vergleich zu zB 20° ?

Zur Berechnung brauchen wir absolute Temperaturen, also Kelvin[K]. 0°C sind 273 K.

Als Formel brauchen wir die Thermische Zustandsgleichung idealer Gase:

p x V = n x R x T Wobei p=(Luft)Druck V=Volumen(angesaugtes Volumen pro Arbeitstakt) n=Teilchenzahl R=Gaskonstante und T=Temperatur ist

Wir fragen uns ja, wieviel mehr (O2)Teilchen in unserem Brennraum landen, wenn die Temperatur um 20 Grad fällt. Alle anderen Größen nehmen wir als konstant an. Wir stellen also nach n um:

p x V

---------- = n

R x T

Da wir alles außer T als konstant annehmen, vereinfachen wir:

1

--- = n

T

Wie ihr seht, steht die Temperatur unterm Bruchstrich, mehr Temperatur bedeutet also weniger n=Luftmasse. Aber wieviel genau ?

Das kann man nun relativ vereinfacht so rechnen:

273 K (= 0°C)

-------- = 0,932

293 K (= 20°C)

Wir brauchen hier allerdings den Kehrwert, denn T steht ja im Nenner:

1

--- = 1,073

0,932

Die angesaugte Luftmenge bei 0°C im Vergleich zu 20° ist also ganze 7,3% höher. So versteht man auch, warum unsere Motoren so aufwendige Ladeluftkühler verwenden. Die Ansauglufttemperatur steigt enorm an, wenn der Turbo "loslegt", da Gase sich bei Verdichtung erwärmen (einfach mal Fahrradluftpumpe energisch benutzen ;) ).

Ich habe mal zwei Auszüge aus der Internet-Telemetrie meines Dicken angehängt. Einmal bei 90 km/h und einmal bei 183 km/h, einmal mit 0bar Ladedruck, einmal mit 1,022. Die Temperatur der Ansaugluft steigt hier um satte 19 Grad TROTZ Ladeluftkühlung. Steht man im Sommer im Stau, kann die Temperatur auf bis zu 60° steigen. Das würde in diesem Beispiel einen Luftmengen- und somit auch Leistungsverlust von ca. 17% bedeuten. Auf die 180 PS umgerechnet wären das dann nur noch 150 PS beim Rausbeschleunigen nach dem Stau, die Luft kühlt dann aber auch rasch wieder runter durch den Fahrtwind und die großen Kühler.

Natürlich sind dies alles nur Näherungswerte und natürlich kann man das nicht so ohne weiteres in PS ausrechnen. Viele andere Faktoren spielen hier noch eine Rolle und dann werden die Formeln etwas komplizierter ;) Die Größenordnung stimmt aber.

Fazit: Kalte Luft macht mehr Leistung !

PS: Telemetrie mit Live-Anzeige und auch Videoaufzeichnung gibts für 5 Euro + 15 Euro für den Adapter für Android Smartphones ;)

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am 8. Oktober 2012 um 11:09

Kältere Luft ist auf jeden Fall günstiger für die Leistung. Allerdings ist sie bei sehr schneller Fahrt nicht ökonomischer, denn durch die gesteigerte Dichte sind die Fahrwiderstände höher. Außerdem erreicht man bei kälterer Witterung auch schwieriger hohe Geschwindigkeiten.

Zitat:

Original geschrieben von bbbbbbbbbbbb

Kältere Luft ist auf jeden Fall günstiger für die Leistung. Allerdings ist sie bei sehr schneller Fahrt nicht ökonomischer, denn durch die gesteigerte Dichte sind die Fahrwiderstände höher. Außerdem erreicht man bei kälterer Witterung auch schwieriger hohe Geschwindigkeiten.

...genau...im übrigen halte ich das sowieso für eine rein rhetorische Frage...klar ist bei kalter Luft die Kühlung von Kühlwasser und Luft im LLK besser...beim Motorrad merkt man die geringe Mehrleistung bei kalter,sauerstoffreicher Luft zum Teil deutlich...aber was läuft kühler am Motor?...doch maximal der Ansaugtrakt...die Verbrennung läuft ja sogar etwas heißer ab,wegen der vermehrten Sauerstoffmoleküle,dadurch kommt ja auch die Mehrleistung zustande...

Also egal ob Kalt oder Warm ,volllastfahrten sind für die Lebensdauer eines Motors immer schlecht...sollte es in diesem Thread nur um die Leistung gehn,die ist an kalten,sauerstoffreicheren Tagen sicher etwas besser..dafür ist die Warmlaufphase etwas länger was auch wieder schlecht für die Lebensdauer ist...ebenso die Durchölung des Motors bei tiefen Temperaturen...der Winter ist für den Verschleiß sicherlich schlechter ,als der Sommer....

Zitat:

Original geschrieben von Maverick78de

Ist mir auch neu das kalte Luft mehr Sauerstoff enthält. Ich dachte der Sauerstoffgehalt liegt immer bei ca 20,95%

Bei kalter Luft steigt nur die Dichte an, dadurch hat man mehr Moleküle im selben Raum, sowohl für Sauerstoff, Stickstoff und Co bleibt aber die prozentuale Verteilung gleich.

Kalte Luft vs warme Luft ist letztlich (mal von der Brennraumkühlung abgesehen) ein bisschen wie Turboaufladung. Der prozentuale O2-Gehalt bleibt gleich, die Masse pro Volumen (=Dichte) ist aber deutlich höher. Dadurch kann mehr Kraftstoff verbrannt werden, es entstehen höhere Verbrennungsdrücke und somit mehr Kraft auf dem Kolben.

Die Dichte von Luft verändert sich (annähernd) linear zur Temperatur. Wieviel höher ist also die Luftmenge bei 0° im Vergleich zu zB 20° ?

Zur Berechnung brauchen wir absolute Temperaturen, also Kelvin[K]. 0°C sind 273 K.

Als Formel brauchen wir die Thermische Zustandsgleichung idealer Gase:

p x V = n x R x T Wobei p=(Luft)Druck V=Volumen(angesaugtes Volumen pro Arbeitstakt) n=Teilchenzahl R=Gaskonstante und T=Temperatur ist

Wir fragen uns ja, wieviel mehr (O2)Teilchen in unserem Brennraum landen, wenn die Temperatur um 20 Grad fällt. Alle anderen Größen nehmen wir als konstant an. Wir stellen also nach n um:

p x V

---------- = n

R x T

Da wir alles außer T als konstant annehmen, vereinfachen wir:

1

--- = n

T

Wie ihr seht, steht die Temperatur unterm Bruchstrich, mehr Temperatur bedeutet also weniger n=Luftmasse. Aber wieviel genau ?

Das kann man nun relativ vereinfacht so rechnen:

273 K (= 0°C)

-------- = 0,932

293 K (= 20°C)

Wir brauchen hier allerdings den Kehrwert, denn T steht ja im Nenner:

1

--- = 1,073

0,932

Die angesaugte Luftmenge bei 0°C im Vergleich zu 20° ist also ganze 7,3% höher. So versteht man auch, warum unsere Motoren so aufwendige Ladeluftkühler verwenden. Die Ansauglufttemperatur steigt enorm an, wenn der Turbo "loslegt", da Gase sich bei Verdichtung erwärmen (einfach mal Fahrradluftpumpe energisch benutzen ;) ).

Ich habe mal zwei Auszüge aus der Internet-Telemetrie meines Dicken angehängt. Einmal bei 90 km/h und einmal bei 183 km/h, einmal mit 0bar Ladedruck, einmal mit 1,022. Die Temperatur der Ansaugluft steigt hier um satte 19 Grad TROTZ Ladeluftkühlung. Steht man im Sommer im Stau, kann die Temperatur auf bis zu 60° steigen. Das würde in diesem Beispiel einen Luftmengen- und somit auch Leistungsverlust von ca. 17% bedeuten. Auf die 180 PS umgerechnet wären das dann nur noch 150 PS beim Rausbeschleunigen nach dem Stau, die Luft kühlt dann aber auch rasch wieder runter durch den Fahrtwind und die großen Kühler.

Natürlich sind dies alles nur Näherungswerte und natürlich kann man das nicht so ohne weiteres in PS ausrechnen. Viele andere Faktoren spielen hier noch eine Rolle und dann werden die Formeln etwas komplizierter ;) Die Größenordnung stimmt aber.

Fazit: Kalte Luft macht mehr Leistung !

PS: Telemetrie mit Live-Anzeige und auch Videoaufzeichnung gibts für 5 Euro + 15 Euro für den Adapter für Android Smartphones ;)

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