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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das klingt plausibler😉
ich habe es in der tat so verstanden, als dass das grauenvolle treibhausgas der luft entzogen werden sollte. wäre ja an sich auch nicht schlecht, man müßte aber wahrscheinlich wirklich viel mehr energie reinpumpen, als bei dem verbrennen des methans herauskäme.
vielleicht wenn der fusionsreaktor läuft😁
Etwas mehr zurück zum Thema. 🙂
Was gibt es sonst noch für Innovationen, welche zurückgehalten werden?
Zitat:
@LtLTSmash schrieb am 18. März 2016 um 16:34:39 Uhr:
Methanisiserung ist ein im moment in der Entwicklung befindliches Verfahren, um überschüssige Energie aus regenerativen Energien zu speichern.
Das wäre eine ganz großartige Sache wenn das funtionieren sollte.
Die Energie der Sonne im Sommer in brennbares Material umwandeln und für den Winter speichern.
Und für Fahrzeuge könnte das wohl auch funktionieren.
Zitat:
@Cupkake schrieb am 18. März 2016 um 04:34:32 Uhr:
https://www.youtube.com/watch?v=ppKy6Qp5pLU
Kann mir mir mal wer erklären, in wie fern nicht benötigte Nockenwelle und Steuerkette (bzw Zahnriemen) den Motor 30% leichter machen? Und warum macht das den Motor um satte 50% kleiner?
Für mich etwas sehr hypothetische Aussagen. Denn soviel Platz und Material machen diese Bauteile doch nicht aus.
Und wie schon erwähnt. Dafür müssen ja andere Bauteile diese enorme Kraft, welche die Ventile betätigt, aufbringen. Und die sind bestimmt nicht aus Watte und passen mit Sicherheit auch nicht in eine Streichholhschachtel.
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Zitat:
@Cupkake schrieb am 18. März 2016 um 17:42:38 Uhr:
Etwas mehr zurück zum Thema. 🙂Was gibt es sonst noch für Innovationen, welche zurückgehalten werden?
Darauf gibt es eine einfache Antwort: es werden keine Innovationen zurückgehalten.
Auch die (sorry) schwachsinnige Laserzündung und die abgekoppelte Ventilsteuerung mit fragwürdigen Effizienzrechnungen darf jeder einbauen, die NWO kann da nicht einschreiten. Wird wohl eher so sein, dass die (Investitions-)Kosten/Nutzen-Analyse negativ ausfällt. Vielleicht kommt es ja irgendwann dazu, dass minimale Einsparungen gekoppelt mit fehleranfälliger Technik durch einen extrem gestiegenen Energiepreis akzeptabel werden, aber bis dahin fliesst noch viel Diesel durch den Rüssel... Oder die Gesellschaft stellt ihr Verkehrsverhalten um...
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 18. März 2016 um 18:14:31 Uhr:
Kann mir mir mal wer erklären, in wie fern nicht benötigte Nockenwelle und Steuerkette (bzw Zahnriemen) den Motor 30% leichter machen? Und warum macht das den Motor um satte 50% kleiner?
Für mich etwas sehr hypothetische Aussagen. Denn soviel Platz und Material machen diese Bauteile doch nicht aus.
Naja 30% halte ich auch für etwas hoch gegriffen, aber es fällt weg:
- Nockenwelle
- Nockenwellenräder
- Kurbelwellenräder
- Umlenk-, Spannrollen
- Kette, Riemen
- Drosselklappe
- AGR
- Ölversorgung in den Kopf
Gruß Metalhead
wobei das alles teile sind, die am ventiltrieb eher wenig kraft 'schlucken'; gleichbleibende drehzahl vorausgesetzt. die reibungskräfte in den lagern werden keine 30% in der bilanz ausmachen.
kraft kosten die federn, die immer gedrückt werden wollen und
die ventile selbst, eine masse, die etliche male in der sec. auf und abbeschleunigt werden will
und die sind schwieriger wegzurationalisieren
Laser- oder Mikrowellenzündung ist nicht schwachsinnig. Wenn du eine Methode findest, das Gemisch mitten im Brennraum zu zünden, so erhöhst du den Kolbenmitteldruck. Und damit den Wirkungsgrad.
Ich sehe das so. Die Hersteller halten so lange es geht an alter Technologie fest, um dem Kunden am Krug zu halten.
Zumal es hier um eine technische Neuerung geht, welche dem Hersteller bei entfallenden Wartungsarbeiten Einnahmen kostet. Ob es besser für den Verbraucher und die Umwelt ist, ist den Herstellern letzendlich egal.
Das System ist überlegen!
Und Psio kann vielleicht mal erklären, warum die Laserzündung Schwachsinn ist?
https://www.youtube.com/watch?v=lM5b4gwI_ww
http://www.photonik.de/.../274490
- Bis zu 70 weniger Stickoxide bei magerem Gemisch
- Bis zu 25% weniger Verbrauch
- Komponente muss nicht wie die Zündkerze gewechselt werden
Wenn man diese Neuentwicklungen nicht bringt, verliert der Verbrennungsmotor wirklich gegen den E-Motor. Denn die Akkumulatoren, die Schwachstelle der heutigen E-Autos, werden besser und günstiger.
Zitat:
@GaryK schrieb am 18. März 2016 um 20:04:40 Uhr:
Laser- oder Mikrowellenzündung ist nicht schwachsinnig. Wenn du eine Methode findest, das Gemisch mitten im Brennraum zu zünden, so erhöhst du den Kolbenmitteldruck. Und damit den Wirkungsgrad.
Das Problem bzw. Ein Problem ist natürlich, daß durch die erhöhte brenngeschwindigkeit der druckgradiend im brennraum steigt. Das ist natürlich gut für den Wirkungsgrad ist jedoch akustisch schlecht, der Motor nagelt. Diese Zündungssysteme waren meine ich auch hauptsächlich für magerkonzepte gedacht waren. Damit könnte man sich eine aufwendige luftführungen sparen die anderweitig Nachteile haben aber immer noch sicher zünden. Da geschichtete ottomotoren jedoch eine deutlich aufwendigere abgasnachbehandlung benötigen und die realen verbrauchsvorteile bei kleinen Motoren überschaubar sind, werden die Systeme wohl allein schon aus kostengründen nicht eingesetzt.
Zitat:
@Cupkake schrieb am 18. März 2016 um 20:22:03 Uhr:
Das System ist überlegen!
Inwiefern ist das System überlegen? Das ist doch nur ein Werbevideo ohne irgendwelche technischen Daten. Interessant wäre hier mal Leistungsaufnahme der Ventile und die öffnungsgeschwindigkeiten. Wird nicht ganz ohne sein zumal ich nicht glaube, das die einfach so an die Batterie können sonder erst mal geladen werden müssen was die maximale Drehzahl weiter einschränken. Ein vollvariable Ventilsteuerung hat natürlich Vorteile aber Autos mit dieser Technologie, die ja bereits am Markt verfügbar sind aber keine riesigen verbrauchsvorteile gegenüber Wettbewerbsfähige zeigen. Desweiteren gibt es ja auch alternative Möglichkeiten, die das grundsätzliche problem der ladungswechselverluste verringern wie z.b. downsizing, zylinderabschaltung, hybrid oder auch ein weit simplere Phasensteller.
und am ende des Tages muss es sich rechnen. Hast du ne Quelle wieviel das freevalve System kostet?
Wenn du es nicht verstehst?
Bis zu 20% Kraftstoffersparnis
30% mehr Leistung
Variable Steuerung (z.B. Zylinderabschaltung möglich)
50% weniger Bauraum
30% Gewichtseinsparung
Weniger Wartung (Zahnriemen muss nicht gewechselt werden)
Kolbenfresser bei Fehlsteuerung des Ventiltriebs unmöglich (Ventil knallt auf Kolben)
Zur Leistungsaufnahme. Peneumatik ist sehr effizient. Bei Reibungsverlusten stellst du die Frage nicht?
Zitat:
@Cupkake schrieb am 18. März 2016 um 21:30:28 Uhr:
Wenn du es nicht verstehst?Bis zu 20% Kraftstoffersparnis
2 % sind auch "bis zu" 20 %
Zitat:
30% mehr Leistung
Halte ich für ein Gerücht. Saugmotore werden auch jetzt schon auf maximale Füllung hin ausgelegt. Mehr als "Zylinder voll" geht nicht. Und bei Turbomotoren wird es eh über den Ladedruck gesteuert.
Zitat:
Variable Steuerung (z.B. Zylinderabschaltung möglich)
Ja, eindeutiger Vorteil!
Zitat:
Kolbenfresser bei Fehlsteuerung des Ventitriebs unmöglich (Ventil knallt auf Zylinder)
Wieso das? Wenn das Steuergerät irrtümlich bei OT sagt "Ventil voll auf", dann rappelt es im Karton.
Randbemerkung: Das Ventil knallt nie auf den Zylinder (es sei denn, es ist bereits abgerissen). Und wenn es auf den Kolben knallt, frisst dieser nicht zwangsläufig fest.
Ich habe mich verschrieben "auf den Kolben".
Zu dem anderen. Koenigsegg hat einen SAAB mit der Technik umgebaut. Und der Verbrauch ist um 20% gesunken.
Bis zu 30% mehr Leistung? Jedenfalls soll es möglich sein.
Zitat:
@Cupkake schrieb am 18. März 2016 um 21:30:28 Uhr:
Wenn du es nicht verstehst?
Ich kann dir versichern, das ich im Bereich der motortechnik recht gut auskenne und ich durchaus die Vorteile einer vollvariablen Ventilsteuerung kenne, jedoch finde ich auf der Seite keinerlei technische Daten. Wenn dir jemand mit einem schönen Video zeigt wie ein Magnet an der krafstoffleitung die Moleküle ausrichtet und behauptet das man damit 30% weniger Kraftstoff brauchst, glaubst du das doch auch nicht, oder?
Zitat:
Bis zu 20% 2Kraftstoffersparnis
30% mehr Leistung
Variable Steuerung (z.B. Zylinderabschaltung möglich)
50% weniger Bauraum
30% Gewichtseinsparung
Weniger Wartung (Zahnriemen muss nicht gewechselt werden)
Kolbenfresser bei Fehlsteuerung des Ventiltriebs unmöglich (Ventil knallt auf Kolben)
Mal ganz abgesehen davon das das erst mal nur unbewiesene Behauptungen sind, was ist denn die Basis für die Prozentzahlen und wo gelten diese. Zudem Heißt bis zu 20% verbrauchsvorteil im ganzen kennfeld oder nur in einem Punkt?
Wie dem auch sei, ich hab auch schon ein paar Konzepte gesehen, die zunächst vielversprechend waren aber am ende waren die Vorteile dann doch ernüchternd.
Zitat:
Zur Leistungsaufnahme. Peneumatik ist sehr effizient. Bei Reibungsverlusten stellst du die Frage nicht?
Aber selbstverständlich stellt sich die frage der reibverluste in der Motorentwicklung sie ist sogar ein wichtiges Thema und wird in sogenannten strip down Tests aufwendig gemessen. Und das Pneumatik sehr effizient ist wäre mir neu, aber wie gesagt, für eine Beurteilung fehlen einfach Messwerte.