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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Elektroantrieb hat Heute immer noch den gleichen Nachteil wie vor weit über 100 Jahren, geringe Reichweite, hohes Gewicht wegen der Batterien und lange Ladezeiten.
Benzin und Diesel haben sich durchgesetzt weil Sie hohe Energiedichte mit geringem Treibstoffgewicht verbinden und der Tank auch wenig wiegt. Dazu kommt noch eine einfache Handhabung gegenüber zb Gas.
Welchen Fehler Gas hat können zb VW-Fahrer leidvoll berichten.
Deswegen der Hybrid. Mit dem Pufferakku hats den Vorteil, dass auch bei wenig Bedarf des Antriebsstrangs Last zum Puffern gezogen werden kann. Gleichzeitig kann der Motor den Verbrenner unterstützen - volles Drehmoment ab Null RPM.
Langstrecke Elektro ist Blödsinn. Kleine Range-Extender kommen auf etwa 40-60 Kilo, größere auf 100kg. Dafür bekommst du beim Akku gerade mal 10 kWh oder rund 50km. Ist halt ne Rechenaufgabe was fürs pers. Fahrprofil am besten passt. Ne Tonne Akku für 500km ist jedenfalls nicht die Lösung der aktuellen Transport-Themen.
Zitat:
@Cupkake schrieb am 19. März 2016 um 18:28:36 Uhr:
Motoren eignen sich auf Gasbetrieb besonders für den Magerbetrieb. Das Problem dabei ist aber, dass das stark abgemagerte Gemisch mit normaler Zündtechnik nicht zuverlässig entzündet werden kann.
Außerdem wird bei hoher Kompression und magerer Gemischbildung die Bildung von Stickoxiden (man kennt es vom Diesel) begüngstigt. Mit die Laserzündung ist das kein Problem mehr.
Hast du da ne Quelle zu? Ich kann mir gerade nicht vorstellen wie die laserzündung die NOx Bildung verhindern sollte. Das Problem am magerbetrieb ist ja nicht die rohemission sondern das der 3 Wege Kat nicht mehr funktioniert und das NOx durchbricht, wie beim Diesel eben.
Die Frage ist doch ob man als normaler Autofahrer überhaupt eine extrem hohe Reichweite braucht. Der Großteil der Bevölkerung fährt unter 200km am Tag und da kann man ein Elektroauto problemlos einsetzen.
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@LtLTSmash
Bis zu 70% Reduktion von NOx.
Wenn man denn überall, wo das Auto steht, die Batterien laden kann, wäre das kein Problem.
Nur:
1. wer bezahlt die Schaffung einer solchen Infrastrktur
2. je öfter man Batterien laden muss, desto schneller altern sie
Ich habe übrigens auch keine Lust, mit nem Verbrenner alle paar Tage irgendwohin Tanken zu fahren.
Denn das Tankstellennetz wurde ja auch schon reichlich ausgedünnt.
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 19. März 2016 um 19:33:03 Uhr:
2. je öfter man Batterien laden muss, desto schneller altern sie
Nein, die reine Anzahl der Ladevorgänge alleine sagt nichts aus. Eine Ladezyklus ist immer eine komplette Ladung. Wenn ich also bei 50% wieder auflade dann habe ich nur einen halben Zyklus absolviert. Somit zählt der auch nur zur Hälfte.
Das nächste ist das man eine Li-Ionen Zelle nicht unter 30% entladen sollte weil sie dann sehr viel schneller ihre Kapazität verliert. D.h wäre es falsch lieber selten zu laden und dafür tiefer. Eine so tiefe Entladung sollte die Elektronik verhindern.
Zitat:
@Cupkake schrieb am 19. März 2016 um 19:32:42 Uhr:
@LtLTSmashBis zu 70% Reduktion von NOx.
Danke schon mal für den link. Leider wird der wirkungsmechanismus nicht beschrieben, muss ich mich mal bei Gelegenheit schlau machen. Was mich etwas skeptisch stimmt War die Formulierung im text Verbrauchsvorteil oder schadstoffreduktion. Wobei die Überschrift lautete anders. Nun ja, ich brauche mehr Details😉
Zitat:
@GaryK schrieb am 19. März 2016 um 19:02:23 Uhr:
Langstrecke Elektro ist Blödsinn. Kleine Range-Extender kommen auf etwa 40-60 Kilo, größere auf 100kg. Dafür bekommst du beim Akku gerade mal 10 kWh oder rund 50km. Ist halt ne Rechenaufgabe was fürs pers. Fahrprofil am besten passt. Ne Tonne Akku für 500km ist jedenfalls nicht die Lösung der aktuellen Transport-Themen.
eben. elektro ist ein zirkelschluß.
solange 'alien technologie' nicht den 50kg akku für 500km reichweite auf den markt wirft, beißt sich die katze in den schwanz.
größere reichweite -> noch größerer akku -> noch mehr masse, die bewegt werden will -> höhererer energieverbrauch ->.....
für rollende elektroeinkaufswagen konzipiert mit 50km reichweite mags ja sinnvoll sein
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 19. März 2016 um 19:33:03 Uhr:
Wenn man denn überall, wo das Auto steht, die Batterien laden kann, wäre das kein Problem.Nur:
1. wer bezahlt die Schaffung einer solchen Infrastrktur
2. je öfter man Batterien laden muss, desto schneller altern sie
Ich habe übrigens auch keine Lust, mit nem Verbrenner alle paar Tage irgendwohin Tanken zu fahren.
Denn das Tankstellennetz wurde ja auch schon reichlich ausgedünnt.
.
1. Wer hat die Schaffung der Infrastruktur für Benzintankstellen geschaffen. 😕
2. Je öfter man mit dem Auto fährt, je eher ist es kaputt ! löööl
Wieso, haben alle Parkplätze für jede Stellfläche einen eigenen "Tankstelle"?
Wohlgemerkt, es ging darum, das ja E-Autos keine großen Reichweiten benötigen, weil man sie ja problemlos an die Steckdose stöpseln kann. Sonst würden ja geringe Batteriekapazitäten für geringe Reichweite keinen Sinn machen.
Oder würdest du jeden zweiten, dritten Tag gerne ne halbe Stunde lang an der "Tanke" nachladen? Mal dabei auch berücksichtigen, das dies ja auch die Frequentierung an den Ladestellen entsprechend erhöhen würde und somit auch Wartezeiten entstehen.
Das könnte in den Innenstädten ziehmlich problematisch werden.
Es ist sicher nicht so dass es nicht möglich wäre mit rein elektrischen Autos zu fahren wenn man unbedingt wollte.
Wenn es kein Erdöl mehr gäbe würden sich Wege finden und den einen oder anderen Nachteil müßte man dann halt in Kauf nehmen ob man wollte oder nicht.
So wie es ist denke ich dass der Benzinhybrid keine schlechte Alternative ist. Um etwa in der Innestadt ein paar Kilometer nur mit Strom zu fahren würde sogar ein milder Hybrid mit kleiner Batterie reichen das müßte nicht einmal ein Plugin Hybrid sein.
Und Entwicklungspotential ist da sicher noch. Meines Erachtens könnte auch ein Saugmotor mit Turbogenerator funktionieren. Damit könnte man das Potential des Turbos zur Gänze nützen, entweder zur Unterstützung des Verbrennungsmotors oder die Batterien aufladen.
Und wenn man davon größere Stückzahlen produziert dann wird das ganze preisgünstiger auch.
Moin
Sukkubus
Fahrende Einkaufswagen mit 50 km Reichweite war vor 5 Jahren mal aktuell. Über diesen Missstand sind E-Fahrzeuge schon lange hinweg.
Rainer_EHST
Wie schon beschrieben, ein Zyklus ist nicht einmal an der Steckdose vorbei laufen. Ganz im Gegenteil, bewegt man einen Akku nur in einem gewissen Ladefenster, dann sind 5 mal 20% aufladen nicht gleich einem Zyklus, sprich einmal 100% geladen, sondern eher nur 1/10el Zyklus bis noch weniger. Im Prius sitzt ein NiMh Akku. Also nicht mal ein Litium. Dieser hält ein Autoleben lang, derzeit bis über 1 Million km. Und dabei wird er ständig ent und ge laden. Zyklenfestigkeit ist also Auslegungssache.
Des weiteren benötigen E-Fahrzeuge keine große Reichweite, da minimum quaise jeder Zweitwagen keine 50 km am Tag fährt. Ergo muß man nichtmal beim Einkaufen laden, das kann man bequem zu Hause.
Diese Angst ist der gleiche Antrieb, weshalb jeder heute 200 PS haben muß. Man könnte ja mal schnell fahren. Und dann wird der Wagen nur in der Berliner Innenstadt bewegt. (Schon mal was von nem Mietwagen gehört, wenn man dann doch mal in Urlaub will?)
gla
Hybride, egal wer sie baut, hauptsache sie können sich mit Honda/Lexus/Toyota messen, haben den Charme, dass vorhandene, funtkionierende Technik genutzt werden kann, und diese von jetzt auf gleich den Verbrauch fast halbieren kann. DAS wäre schon mal ein Ansatz.
Wenn man dann noch einen 30-50 km reichenden Akku mitführt, um die Einkäufe ohne Motor zu erledigen, super.
Und an alle: Es ist derzeit kein Strom über. Wir haben nur ein Transportproblem, welches von den großen Energieversorgern gerene genommen wird. Wenn wir 100% regenerativen Strom nutzen können, dann kann man sich über das 101e % Gedanken machen, wie man es speichert. Bis dahin muß alles dran gesetzt werden, das produzierter Strom ohne Verluste direkt verbraucht wird. Wasserstoff, GTL oder PTL oder was auch immer sind Produkte, welche selbst mit geschenktem Strom nicht Konkurenzfähig sind mit herkömmlichen Kraftstoff. Und das gleich dreimal nicht, wenn wir sowas produzieren, und Zeitgleich noch ein Kohlekraftwerk läuft.
Moin
Björn
Das wäre ja so, als ob ich mir im Fiesta nen 200l Tank einbaue, der immer randvoll ist und ich alle 50km 2 bis 3l nachtanke.
Warum soll ich permanent 100te Kilogramm Reichweite ungenutzt mit mir rumschleppen.
Zitat:
Des weiteren benötigen E-Fahrzeuge keine große Reichweite, da minimum quaise jeder Zweitwagen keine 50 km am Tag fährt. Ergo muß man nichtmal beim Einkaufen laden, das kann man bequem zu Hause.
Das erzähle mal den Bewonhnern von Innenstädten. 😉
Übrigens:
Mit meinem Fiesta, bei um die 4l/100km ( im Winter knapp drüber; im Sommer knapp drunter) bin ich bestimmt umweltfreundlicher unterwegs als ein Tesla mit adäquaten 400 bis 700PS E-Leistung, inkl. über 2t Leergewicht.
Und hier wären wir beim nächsten Punkt.
Wenn man mal bedenkt, mit welchen Vorzügen E-Autos angepriesen werden und was da überwiegend auf dem Markt kommt, sind das alles Attribute der Unvernuft, alles Attribute, die der Assoziation "Umweltschutz" zu wider laufen.
Auch hier ist wieder sehr deutlich zu spüren, das eine vernuftbegabte Umwelttechnik wieder einmal, rein marketingtechnisch, mit einem völlig umweltzerstörerischen Anwendungsverhalten unter die Menscheit gebracht wird.
Halt genauso, wie das mit allen, eigentlich sehr guten Umwelttechnologien, seit den 70er Jahren geschehen ist. Die Nutzung dieser Technologien hat leider immer noch nicht dazu geführt, das Ressourcen eingespart werden, ganz im Gegenteil, auf 25% sparsamerer Technik, kommen 50% und mehr quantitativem Zuwachs an Nutzung.
kurz zusammengefasst:
der deutsche hasst elektroautos, geht keine kompromisse ein, will bei der nutzung nicht umdenken und fährt lieber ein dieselbetriebenes wohnzimmer spazieren.
ähm, yo. 😁