Keine wirkliche Innovation wird bei Verbrennungsmotoren angewandt
Da hat man zig hoch moderne Assistenzsysteme, Head-Up Displays, Scheinwerfer aus LED-Clustern, intelligente Fahrwerke und sogar optische Verbindungen werden genutzt, mit dem die Elektronik kommuniziert.
Bei den Verbrennungsmotoren gibt`s alte Ware. Man baut sie immer noch, wie vor 30 Jahren.
Dabei gibt es ein paar neue Wege, welche die Motoren sparsamer, zuverlässiger, leistungsfähiger und zugleich emissionsärmer machen.
Laserzündung
Will man nicht, oder kann man es nicht?
Beste Antwort im Thema
In der aktuellen Ausgabe der MTZ (04/2016) ist ein interessantes Interview mit zwei anerkannten Experten der Motorenentwicklung, nämlich
Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger, Direktor des Instituts für Thermodynamik der RWTH Aachen University und Leiter des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen sowie Geschäftsführer der FEV GmbH, Aachen
und
Prof. Dr.-Ing. Michael Bargende, Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart, zunächst als Inhaber des Lehrstuhls für Verbrennungsmotoren, seit 2011 Inhaber des Lehrstuhls für Fahrzeugantriebe.
Zu zukünftigen Zündsystemen sagen sie:
Frage: Ein auf hohe Lambdawerte abgemagertes Gemisch beim Ottomotor zuverlässig zu zünden, ist die Crux. Rechnen Sie mit einem Durchbruch alternativer Zündverfahren?
BARGENDE: Wenn wir einerseits von 200 kW/l sprechen, sind wir bei sehr hohen Aufladegraden und sehr hohem Zündspannungsbedarf. Der wird so hoch sein, dass wir Schwierigkeiten haben werden, überhaupt noch einen Zündungsrückzug im Klopffall zu realisieren. Die Volllastzündung wird immer anspruchsvoller, durch Aufladung und eventuell auch neue Kraftstoffe. Andererseits haben wir in den homogenen oder geschichteten Teillastverfahren einen „Raumzündungsbedarf“. Beides hat seine besonderen Ansprüche. Unter dem 200-kW-pro-l-Prinzip sehe ich alle diskutierten Alternativen vor einer ganz großen Herausforderung. Egal, welche es jetzt ist. Weder Corona- noch Laserzündung halte ich in diesen Volllastbereichen für geeignet. Ganz abgesehen davon hat eine Laserzündung einen enormen Energiebedarf. Und die Coronazündung ist sehr stark von der Brennraumform abhängig. Ihr bereiten variable Ventilsteuersysteme sogar schon Schwierigkeiten.
PISCHINGER: Dann schlägt der Funken sonst wohin, nur nicht dorthin, wo er hin soll.
BARGENDE: Ganz genau – gerade unter diesem Aspekt, wenn überhaupt, sehe ich nur die Plasmazündung als mögliche Alternative zur Funkenzündung.
PISCHINGER: Zudem hat man in der Teillast und im Magerbetrieb bereits festgestellt, dass viele dieser innovativen Zündsysteme unter hoch turbulenten Randbedingungen oft gar nicht den erhofften Vorteil bringen. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und Turbulenzen wird die auf ein großes Gemischvolumen verteilte Energie alternativer Zündsysteme dissipiert – die Flamme wird förmlich ausgepustet. Ausgerechnet Magermotoren benötigen aber hohe Turbulenz für höhere Brenngeschwindigkeiten in der späteren Verbrennungsphase. Dieses Phänomen beobachtet man sowohl bei der Plasma- als auch bei Coronazündsystemen.
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Wer fährt bitte 1200km mit dem Auto? Selbst bei einer extrem hohen Durchschnittsgeschwindigkeit von 120km/h braucht man dafür 10 Stunden.
So Leute. Ich musste doch erst mal GOOGELN, um mir die Abkürzung BHKW zugänglich zumachen.
Ein Heizkraftwerk auf Basis eines Verbrennungsmotors.
Da komme ich doch schon ins Grübeln, wenn mir gleichzeitig die umwelttechnischen Vorzüge eines E-Autos, die ich übrigens garnicht abstreite (sofern der Strom hauptsächlich aus Wind und Sonne produziert wird) dargelegt werden, aber parrallel dazu ein Verbrennungsmotor zur Bereitstellung des Stromes für dieses E-Auto gepriesen wird.
Hab mich schon gewundert, wie ein Elektroauto, das gerade geladen wird, gleichzeitig das Einfamilienhaus beheizt. 😉 Nun kenne ich den Hintergrund. 😁
Da muss ich doch dieses noch einmal zitieren
Zitat:
Die Personen, welche ich kenne, die einen reinen Elektrowagen fahren, finden ihn ungemein Praktisch. Die haben noch nie Spritpreise verglichen,
Wie passt das denn zusammen, wenn der selbe User gleichzeitig ein (privates?) BHKW als Stromquelle favorisiert.
Zitat:
Würdest du dir, natürlich angenommen das du ein Eigenheim hast, dir ein BHKW hin stellen, und mit diesem, Wirkungsgradoptimiert, deinen Wagen aufladen,
Ein herrlicher Widerspruch:
Oh, schön, ein E-Auto, nie wieder Spritpreise vergleichen.
Ach Schatz, schmeiß mal den Schiffsdiesel an, ich muss meinen Tesla laden.
Hat schon ein bisschen was von Realsatiere. 😉
Ein BHKW muss kein Verbrennungsmotor sein, ist es aber meistens.
Es gibt auch BHKW, die als Brennstoffzelle arbeiten. Anders als bei Autos ist das die Zukunft der Brennstoffzelle.
BHKW werden üblicherweise mit Gas betrieben, die meisten mit Erdgas. Nur wenn jemand eine Biogasanlage hat dann halt mit Biogas oder an einer Deponie mit deren Faulgase.
Das sind Ottomotoren die sehr mager verbrennen, optimiert auf einen Lastpunkt.
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Zitat:
Ein herrlicher Widerspruch:
Oh, schön, ein E-Auto, nie wieder Spritpreise vergleichen.
Ach Schatz, schmeiß mal den Schiffsdiesel an, ich muss meinen Tesla laden.Hat schon ein bisschen was von Realsatiere. 😉
Also ganz so kann ich das nicht stehen lassen auch wenn etwas wahres dran ist.
Ein BHKW stationär wird normalerweise mit (günstigem) Erdgas betrieben, nicht mit Sprit. Der Motor kann das Gas sehr sauber verbrennen so dass die Abgaswerte immer besser sein werden als beim mobilen Verbrenner. Desweiteren kann ich den Motor immer im idealen Betriebsbereich mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad laufen lassen. Das ist ja im Automobilbetrieb auch seltenst der Fall. Die Abwärmenutzung gestaltet sich daneben auch noch recht effizient (Motorisolierung, Abgaswärmetauscher, der sogar Brennwertbetrieb ermöglicht).
Laut WIKI haben moderne Brennstoffzellen einen Wirkungsgrad von 60%.
Ist da auch die Herstellung der Ausgangsstoffe schon mit inbegriffen (welche in der Zelle zur Stromerzeugung "verbrannt" werden), oder nur die Energieeffizienz innerhalb der Zelle (zugeführtes Energiepotential der Brennstoffe/verwendbare Energiemenge)?
Kommt auf die Art der Zellen an, keramische Hochtemperaturzellen können direkt mit Erdgas betrieben werden müssen aber auf sehr hohen Temperaturen gehalten werden, nämlich es ist Ionenleitung im Keramik notwendig und da bewegt man sich so um die 800°C im Zellenkern. Diese Wärme ist nur bedingt nutzbar und deshalb haben die Zellen einen schlechteren Wirkungsgrad, die genaue Zehl hab ich jetzt nicht im Kopf.
Daneben gibt es die Membranzellen, die mit deine Methanollösung arbeiten (gibts mittlerweile auch in Koffergröße fürs Wohnmobil, sind aber irre teuer). Das Methanol wird in den meisten Fällen aus Erdgas hergestellt. Diese Zellen arbeiten auf einem niedrigen Temperaturniveau zwischen 70 und 100°C und müssen den entstehenden Wasserdampf mit einem Zusatzgebläse loswerden. Bedeutet Zusatzenergieauwand und großes Abgasvolumen mit bescheidener Temperatur die sich kaum noch sinnvoll verwerten lässt. Besonders langlebig sind die Dinger auch nicht, da besteht noch Forschungsbedarf. Noch ist der klassische Verbrennungsmotor klar die bessere Alternative.
Zitat:
Also ganz so kann ich das nicht stehen lassen auch wenn etwas wahres dran ist.
Ein BHKW stationär wird normalerweise mit (günstigem) Erdgas betrieben, nicht mit Sprit. Der Motor kann das Gas sehr sauber verbrennen so dass die Abgaswerte immer besser sein werden als beim mobilen Verbrenner. Desweiteren kann ich den Motor immer im idealen Betriebsbereich mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad laufen lassen. Das ist ja im Automobilbetrieb auch seltenst der Fall. Die Abwärmenutzung gestaltet sich daneben auch noch recht effizient (Motorisolierung, Abgaswärmetauscher, der sogar Brennwertbetrieb ermöglicht).
Ich will ja auch nicht abstreiten, das da unterm Strich ein hoheres nutzbares Energiepotential herauskommt.
Nur für mich zieht aber die Nummer nicht, wenn Autos mit Verbrennungsmotoren verteufelt weren, wärend man gleichzeitig die Verbrennung von Rohstoffen, egal ob fossil, Abfall oder biologiosch, zur Stromerzeugung anpreist.
Und auch wenn die Verbrennung selbst sehr "sauber" ist, die Verfügung der Rohstoffe ist (umwelttechnisch gesehen) mit Sicherheit keine Saubere Sache.
Abfall zu produzieren, um daraus Strom zu erzeugen, kann ja auch nicht die Lösung sein. Sind unterm Strich auch endliche Rohstoffe die da verpulvert werden.
Zitat:
Abfall zu produzieren, um daraus Strom zu erzeugen, kann ja auch nicht die Lösung sein. Sind unterm Strich auch endliche Rohstoffe die da verpulvert werden.
Geb ich dir ja auch Recht. Abfall soll ja nicht extra dafür produziert werden um Strom zu erzeugen aber es ist auf jeden Fall eine Option sowieso anfallenden Abfall zu vergasen statt ihn sinnlos vergammeln zu lassen. Es geht auch einfach darum aus den Rohstoffen, wenn wir sie denn verbrauchen, das Meiste herauszuholen was eben geht. Und da geht beim mobilen Verbrennerbetrieb immer mehr verloren als im stationärbetrieb. Mir liegt es aber in der Tat absolut fern den Verbrenner zu verteufeln solange der Strom noch so erzeugt wird wie momentan und der E-Wagen aus dem Netz geladen wird. Da dürfte der Gesamtwirkungsgrad und Rohstoffverschleiß in der Tat beim E-Wagen wesentlich ungünstiger sein.
Ich denke es ja auch darum ein wärme gefürtes BHKW zu betreiben. Und das ausschließlich im Winter wenn Solar nicht so besonders viel produziert. Und dann kann man sich anstatt einer Gastherme oder Ölheizung auch einen Motor antreiben der ganz nebenbei Strom fürs E-auto produziert.
Dann verursacht man die gleiche Menge an Abgasen hat aber einen Mehrnutzen.
Hi,
Kann man durchaus machen und ist wahrscheinlich sogar recht umweltfreundlich.
Wirtschaftlich rechnet sich das aber nicht. Der Stromertrag eines wärmegeführten Micro BHKW ist im Verhältnis zu den Kosten zu gering. Förderung und Abschreibung wurden reduziert. Teils muss man sogar steuern auf den selbst produzierten Strom zahlen.
Gruß Tobias
Zahlen muss man nur, wenn man KFW und EEG in Anspruch nimmt!
Als Heizung nicht.
Bin mir aber nicht sicher.
Moin
Zitat:
Da muss ich doch dieses noch einmal zitieren
Zitat:
Die Personen, welche ich kenne, die einen reinen Elektrowagen fahren, finden ihn ungemein Praktisch. Die haben noch nie Spritpreise verglichen,
Wie passt das denn zusammen, wenn der selbe User gleichzeitig ein (privates?) BHKW als Stromquelle favorisiert.Zitat:
Würdest du dir, natürlich angenommen das du ein Eigenheim hast, dir ein BHKW hin stellen, und mit diesem, Wirkungsgradoptimiert, deinen Wagen aufladen,Ein herrlicher Widerspruch:
Oh, schön, ein E-Auto, nie wieder Spritpreise vergleichen.
Ach Schatz, schmeiß mal den Schiffsdiesel an, ich muss meinen Tesla laden.
Hat schon ein bisschen was von Realsatiere. 😉
Na ja, Satiere wird erst daraus, wenn man die vorherigen Antworten nicht liest.
Die Menschen, die ich kenne, welche einen Leaf fahren, haben kein BHKW um ihn zu laden. Sie laden ihn normal an Steckdosen, welche zum Teil derzeit noch kostenlos Strom bereit stellen, oder eben zu Hause. Darum vergleichen sie auch keine Spritpreise, Strom kost das ganze Jahr, morgens wie abends für Private Verbraucher das gleiche.
Es kam nur der Einwand, wenn alle einen E-Wagen fahren, dann wird auch Strom teurer.
Und da habe ich einfach mal vorgerechnet, das ein BHKW, zu Hause aufgebaut, schon heute günstiger zu betreiben ist als einen PKW mit selbigen Motor. Und das dabei noch mit gleichem Sprit. (Das ein BHKW hervoragend mit Erdgas aus der Leitung, und damit auch Spritpreisunabhängig läuft, es mit Heizöl betrieben werden darf, etc, darauf ging ich gar nicht erst ein.) Alleine der Wirkungsgrad der Energievernichtungsmaschine Auto wird durch diese Nutzung schon verbessert.
Und das ist das, was schon der Prius macht. Er verbessert einfach den genutzten Wikrungsgrad, und kommt dadurch als Benziner, bei gleicher Fahrleistung, auf Verbräuche von wesentlich kleineren PKW mit Dieselmotor.
Wenn man dies mit allen PKW schaffen würde, wie auch immer, sie nehmen plötzlich nur noch die Hälfte von jetzt, es wäre viel erreicht.
Wie schon beschrieben, wenn man die hier mal benannten 30% Wirkungsgrad eines PKW mit Benzin Betrieb, die ich für zu hoch halte, nehme, und daraus im Stationärbetrieb, abzüglich Wandlungsverluste schon 35% mache, dann aber übers Jahr gesehen nochmal 10% an Wärme im Haus nutzen kann (Niedrig angesetzt), dann verbrenne ich den gleichen Sprit plötzlich mit 45% Wirkungsgrad. 30% direkt im Auto verbrannt, 45% im Akkubetrieb mit Hausheizung. Oder anders: Statt 10 Liter /100 km plötzlich nur noch knapp 7 Liter. Einfach so.
Sorry, aber die Realsatiere ist dein Einwand mit dem Schiffsdiesel. Der Bedeutet irgendwie das du 3 Seiten nicht verstanden hast. :-(
Moin
Björn
Es gibt Brennstoffzellen-BHKWs, welche mehr auf Stromerzeugung ausgelegt sind, als auf Wärmeerzeugung. Im Sommer wird damit Warmwasser erzeugt.
Ein BHKW welches über einen Verbrenner funktioniert hat den Nachteil mit der Wartung (kostet Geld).
Und es ist größer und lauter als die Brennstoffzelle.
Dafür hat die Brennstoffzelle den Nachteil, dass der Wirkungsgrad bei der Nutzung aus Erdgas nicht so hoch ist, wie bei Gas-Brennwertthermen.
Für einige Einfamilienhäuser machen BHKW jetzt nicht unbedingt Sinn. Egal ob Verbrenner oder Brennstoffzelle.
Aber sobald man größere Gebäude oder mehrere Wohnungen damit versorgt, kann sich das rechnen.
Da gibt es keine allgemeingültige Aussage, jedes Haus/Gebäude ist anders und muss einzeln bewertet werden.
Zitat:
@Friesel schrieb am 21. März 2016 um 23:26:04 Uhr:
Wie schon beschrieben, wenn man die hier mal benannten 30% Wirkungsgrad eines PKW mit Benzin Betrieb, die ich für zu hoch halte...
Ich hab es eben nochmal überschlagen, 30% sind pi mal Auge 280g/kWh. Wenn du dir mal verbrauchskennfelder anschaust siehst du, das diese Muschel recht groß ist. Deswegen ist das durchaus machbar. Das dumme ist natürlich, daß dieser Wirkungsgrad für die Arbeit an der Kupplung gilt. Am Rad kommen ja schon locker 10% weniger an, dazu zahlreiche nebenverbraucher und schon sinkt der Wirkungsgrad bezogen auf die geleistete bewegungsarbeit deutlich ab.