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.
556 Antworten
Zitat:
@LtLTSmash schrieb am 19. März 2016 um 19:42:29 Uhr:
Danke schon mal für den link. Leider wird der wirkungsmechanismus nicht beschrieben, muss ich mich mal bei Gelegenheit schlau machen.
Tippe auf eine sehr schlechte Zündung und damit langsame Verbrennung bei der klassische Zündkerze (heißer Abbrand), während die Laser/Mikrowellenzündung zwar NOxe macht, aber nur so viele wie sich thermisch nicht vermeiden lassen. Der Bezugspunkt ist halt geschickt gewählt, wie immer wenn irgendwo "bis zu X%" steht.
Zitat:
@slv rider schrieb am 20. März 2016 um 11:28:56 Uhr:
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. 😁
Na ja, reine Elektrofahrzeuge sind halt nicht über Gebühr praktisch das ist eher das Problem.
Und das mit dem Diesel haben ihnen ja Hersteller, zufälligerweise in erster Linie der VW-Konzern, lange genug eingeredet.
Zitat:
@gla schrieb am 20. März 2016 um 07:17:33 Uhr:
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
Wie Synthesesprit. Egal ob CNG, Methanol oder ein Fischer-Tropsch Benzin wie "Sunfuel". Hätte sogar den Vorteil, dass diese Produktionsanlagen die Lastkurve des Stroms glätten könnten. Man muss diese halt deutlich größer planen als man okonomisch braucht, kann dafür dann Strom ankaufen, wenn er im Überschuss vorhanden und billig ist.
Trotzdem ist Elektro nicht tot - alleine die Wasserstofferzeugung für Synthesesprit hat bereits höhere Verluste als das Laden eines Akkus. Somit regiert Elektro auf Kurzstrecke bzw. den ersten paar dutzend Kilometern.
Zitat:
Na ja, reine Elektrofahrzeuge sind halt nicht über Gebühr praktisch das ist eher das Problem.
ich kenne nur den ampera als irgentwas-
hybrid-elektro. davon gibt es exemplare die tausende kilometer nur mit strom betrieben wurden/werden und auch welche die noch nie eine steckdose gesehen haben weil sie ausschliesslich mit benzin betrieben werden. zwar nicht sinn der sache aber es zeigt die volle flexibilität
dieseskonzeptes. und das die technik funktioniert. leider hat sich das fahrzeug an sich als zu unpraktisch und teuer dargestellt, also nix geworden.
aber zurück zum eigentlichen thema...
Ähnliche Themen
Moinn,
ich würde als Autohersteller hier im Forum den einen oder anderen "Techniker" einfangen, und in meine Motorenentwickungs-Abteilung setzen. Dann hätte ich den Vorsprung durch Technik, wie Audi immer sagt!! Und den Themenstarter ganz vorne auf dem Posten, mit seinen "Laserschwert"!!😁
wie beim fußball, das land besteht aus 81 mio trainern. 😁
Bla. Was hat sich den VW mit den Diesel in den USA erlaubt? Da wollten sie es auch besser wissen als andere. Ich habe das immer gesagt!
Das Ergebnis kennen wir... 🙂
Ich mag den alten Kram nicht mehr haben, wenn Innovations-Verschleppung gelebt wird. Dann wird es wohl ein E-Motor. Und ja, auch ein E-Auto hat Nachteile.
Moin
Rainer_EHST
Zitat:
Mit meinem Fiesta, bei um die 4l/100km ( im Winter knapp drüber; im Sommer knapp drunter) bin ich bestimmt umweltfreundlicher unterwegs
Vermutlich einem alten Diesel? Ich denke nicht das du damit Umweltfreundlicher bist.
Aber das typische Beispiel kommt nun:
Zitat:
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.
Wenige Zeilen über die liest man:
Zitat:
für rollende elektroeinkaufswagen konzipiert mit 50km reichweite mags ja sinnvoll sein
Da sind die nun, die Deutschen die nix neues wollen, und überzeuge uns nicht mit Argumenten. Denn: Ists ein Smart Elektro, dann ist ein rollender Einkaufswagen mit viel zu wenig Reichweite, baut ein anderer Hersteller dann den Beweis das es ein Vollwertiges Auto sein kann, ist ein Ausdruck der Unvernunft.
Nur zur Info, den Tesla fährt man im Alltag mit einem ähnlichem Verbrauch wie einen "rollenden Einkaufswagen" Beide mit um 15-20 kWh/100 km. Klar, wenn man mit dem Tesla dem Einkaufswagen zeigt wo der Hammer hängt, dann geht er auch auf 30-40 kWh rauf. (Umgerechnet also gute 10 Liter für 800 PS. aber eben auch nur 5 Liter wenn man es gemütlich macht. Versuch das mal mit einem anderen, vergleichbaren Auto mit Benzin oder Diesel)
Und:
Zitat:
Das erzähle mal den Bewonhnern von Innenstädten. 😉
Auch das wurde schon diskutiert. Schön das es einige Innenstädter gibt, die keinen eigenen Parkplatz haben. Viele von denen haben nichtmal ein Auto, geschweige denn einen Zweitwagen. Ich sprach aber genau von denen. Gute 4 Millionen Fahrzeuge, von denen die meisten sicher an einer Eigentumswohnung/Haushälfte/Haus stehen, mit dann eigenem Parkplatz. Klar gibt es auch die von dir benannten, es gibt aber genau so viele die sich gar kein Auto leisten können. Ist es darum dann auch besser gar keine Autos zu bauen?
Moin
Björn
Moin
GLA
Zitat:
Na ja, reine Elektrofahrzeuge sind halt nicht über Gebühr praktisch das ist eher das Problem.
Selber erfahren? Die Personen, welche ich kenne, die einen reinen Elektrowagen fahren, finden ihn ungemein Praktisch. Die haben noch nie Spritpreise verglichen, geschweige denn während der Rushhour versucht eine Tanksäule zu ergattern. Auch mußten sie nie im Winter, im Schneetreiben, ihr Auto tanken. Nur als Beispiel.
Gut, die leben auch nicht in der Stadt, aber stelle sich das einer vor, es gibt ein Leben außerhalb der Stadt. ;-)
Zitat:
Und das mit dem Diesel haben ihnen ja Hersteller, zufälligerweise in erster Linie der VW-Konzern, lange genug eingeredet.
Ich fahre selber gerne Diesel, kenne seine Vorzüge. Dennoch gebe ich dir recht, mit Einführung des tdis war bekannt das er eine Feinstaubschleuder ist, und eine Nachbehandlung zwingend kommen muß. Durfte man nur nicht laut sagen, sonst bekam man als Uni keine Aufträge mehr von den Fahrzeugherstellern. So selber miterlebt damals.
Moin
Björn
Zitat:
Gut, die leben auch nicht in der Stadt, aber stelle sich das einer vor, es gibt ein Leben außerhalb der Stadt. ;-)
Nun ja, wer behauptet, das Zeitalter der Verbrennungsmotoren ist vorbei, der muss auch die PKWs jener Menschen, die in den Innenstädten wohnen, mit einbeziehen. Und das dürfte die große Mehrheit der Autobesitzer sein.
Und da wird wohl noch reichlich Zeit vergehen, bis auch dort ein E-Auto genauso praktisch brauchbar ist, wie mit Verbrennungsmotoren. Es ist ja schließlich der pol. Wille, gerade die Umweltbelastung durch Fahrzeuge in den Innenstädten zu reduzieren, weil ja gerade dort die größten Probleme mit hohen Feinstatubbelastungen bestehen.
Interessant wäre diesbezüglich auch mal ne Studie, wieviel Feinstaub eigentlich die Reifen produzieren, insbesondere wärend länger andauernder Hochdruckperioden.
Zitat:
Vermutlich einem alten Diesel?
EURO 6 Diesel EZ 11.2015
Verbrauch bisher (real)
Minimum 3.7
Maximum 4.2
Zitat:
Die Personen, welche ich kenne, die einen reinen Elektrowagen fahren, finden ihn ungemein Praktisch. Die haben noch nie Spritpreise verglichen,
Wir wissen ja, große Nachfrage hebt die Preise an.
Wenn dann erst mal der Siegeszug der E-Autos beginnt und im vollen Gange ist, dann werden die Strompreise drastisch in die Höhe klettern.
Und dann müssen, zähneknirschend, auch die für den E-Sprit zahlen, die gar kein Auto haben.
Moin
Natürlich hast du recht, nur wo ein Wille, da ein Weg.
Zitat:
Nun ja, wer behauptet, das Zeitalter der Verbrennungsmotoren ist vorbei, der muss auch die PKWs jener Menschen, die in den Innenstädten wohnen, mit einbeziehen. Und das dürfte die große Mehrheit der Autobesitzer sein.
Ich habe nicht behauptet das das Zeitalter der Verbrenner zu Ende ist. Ich finde den Hybrid immernoch derzeit am praktischsten, insebsondere als PlugIn. Und wer sagt denn das ich diese Menschen nicht mit einbeziehe?
Aber mal im ernst, wo sieht man die meisten SUVs rumkurven? Auch in Städten. Deine angesprochene Parkplatznot hält kaum einen davon ab sich einen großen Wagen zu kaufen. Autos aufladen muß nicht zwingend zu Hause passieren (Auch wenn in Städten eine deutliche Menge an Menschen einen Parkplatz hat) Dies kann auch auf dem Firmenparkplatz geschehen. Gibt es auch nicht? Wer sagt dann das er einen E-Wagen haben muß? Dann passts hier derzeit! schlicht nicht. Es gibt sicher auch einige Städter, die gerne ein Wohnmobil fahren würden, passt aber auch oftmals nicht. Und nun? Keine mehr bauen?
Zitat:
Interessant wäre diesbezüglich auch mal ne Studie, wieviel Feinstaub eigentlich die Reifen produzieren, insbesondere wärend länger andauernder Hochdruckperioden.
Nutz mal goolge.
Verkehr (Ohne Aufwirbelungen) gut 25% des Feinstaubes. (Alleine daran merkt man das dieses Thema nur alte Autos von der Straße bringen sollte, damit VW neue verkaufen konnte) Und innerhalb des Verkeres gut 20% Reifenabrieb. (Interessanterweise liegt der Reifenabrieb nur wenig unterhalb der Diesel KFZ)
Ui, so einen neuen, und dann so sparsam, da gratuliere ich. Aber Diesel bleibt Diesel, und Feinstaub ist da ja mit das kleinste Problem, da Filterbar.
Zitat:
Wir wissen ja, große Nachfrage hebt die Preise an.
Wenn dann erst mal der Siegeszug der E-Autos beginnt und im vollen Gange ist, dann werden die Strompreise drastisch in die Höhe klettern.
Und dann müssen, zähneknirschend, auch die für den E-Sprit zahlen, die gar kein Auto haben.
Und wieder ein klassisches Beispiel. E-Fahrzeuge sind zu klein mit zu wenig Reichweite, oder eben doch zu groß (Motorleistung) mit zu viel Reichweite. Hauptsache sie sind schlecht. Oder eben:
Es gibt keine Lademöglichkeiten, Menschen in der Stadt haben keine Parkplätze mit Lademöglichkeit niemand will sie, und wenn das nicht passt, dann wird wegen ihnen der Strompreis steigen, alles wird schlecht. Hauptsache sie sind schlecht. So was wie einen Mittelweg kennt kein Gegner von E-Mobilität.
Gähn.
Zum ersten: Derzeit haben wir Stromüberfluß. Der hohe Strompreis ist unter anderem den hohen Ausschüttungen der Aktionäre zu verdanken. (Und das schon viel länger als EEG)
Es wird in naher Zukunft nicht jeder auf E-Fahrzeuge umsteigen, braucht man auch nicht, wie beschrieben, es muß passen. Derzeit passt mir keiner, da ich zu weit zur Arbeit fahre. Dennoch finde ich E-Fahrzeuge richtig.
Nur weil es einem konstruiert, oder auch in Wahrheit nicht passt, muß es doch nicht auf Zwang schlecht gemacht werden.
Wenn es mehr E-Fahrzeuge gibt, freu dich doch, dann muß dein Dieselpreis doch nach deiner Idee fallen, oder nicht?
Würdest du dir, natürlich angenommen das du ein Eigenheim hast, dir ein BHKW hin stellen, und mit diesem, Wirkungsgradoptimiert, deinen Wagen aufladen, dann könntest du nebenbei noch dein Haus mit der Abwärme dieses BHKWs heizen. Der Wirkungsgrad deines Verbrennermotors würde von geschätzt 20% auf gut 80% steigen, und du brauchst nicht einen kw an Strom aus dem Netz.
(Nur ein Beispiel)
Man muß offen sein für neues. In all seinen Varianten und Möglichkeiten. Sonst würden hier viele noch immer auf einen Trabi warten, dann wäre die Mauer 90 nur mal neu gestrichen worden.
Moin
Björn
Björn, lass bitte deine grünen Märchen vom Stromüberschuss im Schrank. EEG Umlage fast 7 Cent/kWh, Börsenkurs Strom keine 5 Cent im Mittel. Natürlich sind die Ausschüttungen der Stromonzerne am Preis schuld, ist klar.
Von der EEG Umlage geht die Hälfte der Summe in den Solarmist, der gerade mal 25% des EEG Stroms erzeugt. 27 TWh Solar und das bei 600 TWh jahresproduktion gesamt. Siehe https://www.netztransparenz.de/de/file/EEG-Jahresabrechnung_2014.pdf 9.1 Mrd Euro Solarförderung bei 27 TWh Einspeisung. Was gerade mal 33.7 Cent/kWh ist. Netto. Komplett überfördert und damals politisch LEIDER nicht zügiger abgebaut. War ja nicht deren Geld und ein tolles Geschenk der Politik an die Solarbranche, die fast so schnell nach China gegangen ist wie die deutschen Solarkönige Ihre Aktien zu Geld machen konnten. Mit 9 Mrd p.a. und das noch über mehr als 10-15 Jahre hätte "man" weit intelligenteres anfangen können als Hausbesitzern das Sparbuch aufs Dach zu nageln.
Die wirtschaftliche Seite kann ich ganz offen gesagt nicht beurteilen.
Aber erneuerbare Energie zu nutzen halte ich schon für sehr sinnvoll, den Energie die man nicht impotieren braucht ist schon ein Vorteil, im übrigen auch was politische Abhängigkeit betrfifft.
Zitat:
@Friesel schrieb am 20. März 2016 um 21:11:51 Uhr:
Würdest du dir, natürlich angenommen das du ein Eigenheim hast, dir ein BHKW hin stellen, und mit diesem, Wirkungsgradoptimiert, deinen Wagen aufladen, dann könntest du nebenbei noch dein Haus mit der Abwärme dieses BHKWs heizen. Der Wirkungsgrad deines Verbrennermotors würde von geschätzt 20% auf gut 80% steigen, und du brauchst nicht einen kw an Strom aus dem Netz.
Na da wäre ich vorsichtig. Kann schnelle ne Michmädchenrechnung werden. Der Wirkungsgrad der Stomerzeugung liegt zwischen 25 und 38% (Wiki). Das inkl. der Ladeverluste der Batterie und der Verluste des E-Motors bringt dich auf einen Wirkungsgrad zwischen 20% und knapp über 30%. Um auf deine 80% zu kommen müsstest du sicherstellen, das all die Abwärme auch benötigt wird und das kann je nach Fahrleistung und Dämmung des EFH schwierig werden zumal der Bedarf im Sommer stark sinken wird, so das eine 80% Konstellation unwahrscheinlich wird, zumindest in D, in Nordschweden evtl..
Aber wenn man schon so rechnet, muß man natürlich auch mit einbeziehen, das ein Auto mit Verbrenner aus Abwärme den Inneraum heizt (während ein E-Auto das btw mit unter schlechten Bedingungen produziertem Strom tun muß). Ergo ist der Wirkungsgrad des klassischen Kfz bei deiner Berchnungsgrundlage nicht 20% (was schon schlecht ist, je nach Fahrprofil sind auch locker 30% bis 40% wenns gut läuft drin) sondern ebenfalls deutlichst darüber. Genau kann ich es nicht sagen, aber bei eine gut konstruiertem Fall kann man evtl auch in die Region der 80% kommen.
Moin
LtL
Natürlich hast du recht. Aber wenn hier schon das Problem einiger keinen eigenen Parkplatz habender Städter als Grund gegen einen E-Wagen ins Feld gebracht wird, dann eben auch das Gegeteil. :-)
Wirkungsgrad unserer BHKWs liegt bei um 40% elektrisch. Wiki ist nicht immer ein guter Ratgeber.
Umwandlungsverluste von Batterien kommt immer aufs System an. Es gibt mittlerweile Systeme die gut 90% Wirkungsgrad aufweisen, aber nehmen wir ruhig den Faustwert von 80%. Das macht dann letztlich einen Wirkungsgrad bis hier von 32%, Der E-Motor im Fahrzeug läuft mit guten 95%, Ergebnis ist dann gut 30% Wirkungsgrad vom Treibstoff auf die Räder. Diesen Wirkungsgrad erreichst du mechanisch mit keinem anderen PKW, insbesondere dann nicht wenn er in einer Stadt, oder auch nur im Kurzstreckenverkehr laufen soll. (Dem von mir präferierten Einsatzgebiet eines E-Fahrzeuges)
Ja, im Winter benötigt solch ein Auto idealerweise eine Standheizung, welche gut 0,5 Liter in der Stunde an Kraftstoff verbraucht. Dafür hat man dann auch den Komfort das der Wagen auch sofort Wärme ab gibt, wenn man zum Einkauf fährt, ich glaube wir sind uns einig das die meisten Kurzzstreckenwagen oft nur das Wasser leidlich warm bekamen, an Heizen ist im Winter nicht zu denken.
20% sind leider nicht schlecht. Jeder Stop an der Ampel bedeutet einen Wirkungsgrad von 0%. Jedes Anfahren von nur wenigen %. Jedes Abweichen vom idealen Punkt verschlechtert den Wert abseits des Idealwertes von 35-40%. Stadtautos erreichen teils keine 10% mechanischen Wirkungsgrad. Und dank laufender Motorlüfter erkennt man schnell das auch der thermische Wirkungsgrad mehr als schlecht ist. Davon ab das PKWs eh als Durchlauferhitzer ausgelegt sind, vorne Warme Luft rein, hinten wieder raus. Luftausstausch als Temperaturregelung, sprich in deinem Haus machst du die Fenster auf um die Temperatur einzustellen.
Auf der Autobahn, mit konstantem Tempo, auf Überlandfahrten, ohne Ortschaften, am besten hinter einem LKW, da bin ich bei dir, da ist der mechanische Wirkungsgrad annähernd an dem von meinem Konstrukt erreichten. (Je nach Auto sicher auch besser) Aber da komme ich dann wieder: Es fahren alle so? Es wohnen alle in der Stadt 6.OG? ;-) Und heizt dies dann auch mein Haus?
E-Fahrzeuge fahren mit 15-20 kWh. Die mir bekannten (Nissan Leaf) liegen um 15 kWh, SM gibt sie mit 17kWh an. Dieser Wert ist abgelesen an einem Stromzähler VOR der Ladestation. Umwandlungsverlsute sind da also schon dabei. Das bedeutet mit einem Generator mit den von dir genannten 38% würde daraus gut 45 kWh und damit ein Spritäquivalent werden von ungefähr 5 Litern werden. (Benzin)
Oder im Winter/Wenns kalt ist halt von 5,5 -6 Litern. Klingt zunächst nach viel, aber hierbei ist dann mein Haus geheizt mit um 25 kWh. Warmwasser sowieso, das benötigt man auch im Sommer. Im Winter also einen Wirkungsgrad von fast 100% (inklusive einem ab Start warmen Auto), im Sommer zu keinem Zeitpunkt schlechter als ein Verbrennervergleich. (Konservativ gerechnet) (Vergleichsfahrzeug Polo Benzin mit 110 PS, Verbrauch laut SM 6,35 Liter)
Hinzu kommt, im Sommer habe ich eine Solaranlage. Ich könte also im Sommer den Motor schweigen lassen und mein Auto von der Sonne laden lassen. Dank Schichtarbeit kann ICH das, sicher nicht jeder, aber es wohnt auch nicht jeder auf dem Land, im 6. OG, fährt passend mit dem Fahrzeug.
Mal das ganze betrachten, breiter denken.
Moin
Björn