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
Moin
Gary, welche Märchen. Wir hier oben haben definitiv einen Überschuß. Dank nicht Lastgerecht fahrbarer Großkraftwerke erzeugen wir auch Deutschlandweit Überschüße welche dann ja auch Medienwirksam unter negativen Einnahmen an der Börse verkauft werden. Diese Infos bekommen die Menschen doch immer wieder von den grünen Märchenerzählern Eon, Vattenfall und Co. Stimmen die etwa nicht? ;-)
Nochmal, solange noch Kohle und Co am Netz ist, solange benötigen wir keine Wasserstoffautos. Meine Meinung.
Und:
Einfach mal die Dividendenausschüttungen der Eon über die Jahre beobachten. Dann stellt man fest, das lange vor dem EEG schon Summen in gleicher Höhe nur von der EON ausgeschüttet wurden. Hat kein Schwein interessiert, steht nämlich nicht auf der Stromrechnung. Nur in 2006 wurden 2,33 Euro pro Aktie gezahlt, bei 2000 Millionen ausgegebenen Aktien. Und das nur die Eon.
Deiner Tabelle von Netztranzparanz kann ich nicht ganz folgen. Dort steht das 54% der Erneuerbaren Solar seien, und nur 13% Onshorewind? Selbst Biogas soll mit 25% über den WKAs liegen? Meinen die die tatsächliche Abnahme, exklusive Eismann? Dann könnte das eventuell angehen, wobei wir auch unsere BGAs sowie Solarparks haben Eismann regeln müßen....
Vor allem sagen andere Tabellen etwas komplett anderes als Produktionszahlen, insbesondere als Verhältniszahlen.
Das Solar überteuert ist, keine Frage. Das AKWs ebenfalls gut geördert WERDEN, unerwähnt und geleugnet. Ich sage nur Haftpflicht. ;-)
Solar, gut gemacht, rechnet sich heute schon ohne Förderung durchs EEG. Stichwort Eigenverbrauch. Wurde lange durchs EEG stranguliert, Eigenverbrauch nur dann wenn auf der gleichen Fläche, sprich Hausdach. Liegt die Fläche neben der Fabrik, und eine Straße als Beispiel trennt das ganze, Essig mit Eigenverbrauch.
Schlag doch mal vor, was man denn an intelligenteren Dingen damit hätte machen können? Welche intelligenten Dinge machen denn die "Goßen" ohne das man sie zwingt? Noch ein AKW bauen? Noch ein Kohlekraftwerk? Oder doch noch einen schönen Diesel bewerben?
Und schon sind wir wieder beim Thema, der Verbrauch ist kaum gesunken seit gut 20 Jahren. Der tdi nahm schon damals nur 5 Liter. Was haben sie denn verbessert, abgesehen vom Infotainmentsystem? VOn der Integration eines Smartphones ins Auto? VOn allerlei Assistenten die keiner brauchte, aber heute gehts nicht mehr ohne.
Und da kommt Tesla ins Spiel, hätte da nicht ein Ultrareicher mal die Idee gehabt, ich bau jetzt einfach mal nen geilen E-Roadster, die Lobby würde immernoch über Machbarkeitsstudien zum Wasserstoffauto diskutieren. Hätte Toyota nicht versehentlich bewiesen das Hybrid sehr wohl funktioniert (Lies dir doch mal die Thesen der "Großen" dazu durch, nichts hat sich bestätigt) es gäbe noch heute keine weiteren Modelle. (Die Deutschen haben sie bis heute ja auch nicht, versuchen sich eher an krepierenden Diesel und TSFI Modellen, Hybrid funktioniert einfach nur, langweilig)
Moin
Björn
Zitat:
OMG, da guckt man zwei Tage nicht hier rein und hat 7 neue Seite zu lesen. 😰
@LtLTSmash schrieb am 18. März 2016 um 16:05:18 Uhr:
Zitat:
@kev300 schrieb am 18. März 2016 um 15:58:48 Uhr:
Naja, man kanns komprimieren und das ist der einzige "Stoff", der ohne CO² oder andere klimaschädlichen Gase genutzt werden kann.
Zudem ist bei Wasserstoff ein zu 100% reversibler Kreislauf möglich.Selbst komprimiert ist die Energiedichte wohl derzeit das größte Problem. Ich meine es wäre Faktor 3 zu Methan und das ist jetzt auch nicht Spitze.
Zum Thema CO2, nun ja liegt dran woher das Methan kommt. Wenn es aus Methanisierung kommt, wurde es ja zuvor der Luft entzogen, es ist wird somit in Summe auch keine neues CO2 freigesetzt und da es nicht giftig ist, gibt es auch kein lokales Problem,kurze Frage: Was meinst du mit reversibler Kreislauf`?
Mit dem reversiblen Kreislauf meine ich, dass bei der Erzeugung und bei der Nutzung des Wasserstoffs nichts verbraucht und keine giftigen Stoffe freigesetzt werden müssen. Ähnlich wie unser Wasserkreislauf auf dem Planeten. Es kann nie wirklich Wasser verbraucht werden (verschmutzen kann man es aber sehr gut, ja.).
Also Abspaltung von H²O in H und O² und bei der kontrollierten Reaktion in einer Brennstoffzelle reagiert beides wieder zu H²O und gibt Energie frei.
Natürlich muss beim Erzeugungsprozess Energie reingesteckt werden und da müsste man auch erneuerbare Energien benutzten, damit das auch wirklich umweltfreundlich ist.
Bei der Methanisierung könnte das auch klappen, aber dafür braucht man auch erst Mal Wasserstoff und das Methan müsste auch in einer Brensstoffzelle "verbraucht" werden.
Wenn man beides in einem Otto Motor verbrennt entstehen halt noch ein paar andere Stoffe.
Zitat:
@Friesel schrieb am 21. März 2016 um 07:42:34 Uhr:
MoinLtL
Natürlich hast du recht. Aber .......
Hallo nochmal,
vielleicht noch ein paar Annmerkungen von meiner Seite:
- 40% Effizient bei der Stromerzeugung erreichen Großanlagen, ob eine kleine EFH Anlage das permanent kann glaub ich zwar nicht, bin da aber auch kein Experte
- Zur Nutzung der Abwärme: Du musst ja auch erst mal die Abwärme verballern, die auf die Erzeugung des normalen Haushaltstroms. Die Energie fürs Auto ist ja on Top
- 30% Wirkungsgrad beim Verbrenner ist nicht unrealistisch. Ich habe vor einiger Zeit mal NEDC Tests betreut und der Wirkungsgrad, der sich dabei ja leicht berechnen lässt, lag immer so um die 30%. Bei hohen Stadtanteil und/oder Stop & Go sieht das natürlich anders aus, aber das fährt ja auch nicht jeder😉
- ich denke sehr breit und ich hoffe, das konnte meinen bisherigen Posts auch entnehmen. Stein des Anstoßes war ja deine Behauptung, das der Wirkungsgrad von 20 auf 80% steigt bei E-Auto mit BHKW. Das klang sehr pauschal, wenn auch vielleicht nicht gewollt.
Zitat:
@kev300 schrieb am 21. März 2016 um 09:15:28 Uhr:
OMG, da guckt man zwei Tage nicht hier rein und hat 7 neue Seite zu lesen. 😰@LtLTSmash schrieb am 18. März 2016 um 16:05:18 Uhr:
Bei der Methanisierung könnte das auch klappen, aber dafür braucht man auch erst Mal Wasserstoff und das Methan müsste auch in einer Brensstoffzelle "verbraucht" werden.
Wenn man beides in einem Otto Motor verbrennt entstehen halt noch ein paar andere Stoffe.
Das stimmt schon, aber ein stöchiometrisch betriebener Otto mit warmen Kat emittiert so gut wie keine schädlichen Stoffe, deswegen hätt ich da geringe Bedenken.
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Zitat:
@LtLTSmash schrieb am 21. März 2016 um 06:54:41 Uhr:
Der Wirkungsgrad der Stomerzeugung liegt zwischen 25 und 38% (Wiki).
Stand der Technik Kohlekraftwerke 40-45%, Gaskraftwerke 55-60% elektrisch, Braunkohle liegt irgendwo um 35%. Kleine BHKW kommen mit Abwärmenutzung WEIT drüber. Auf der grünen Wiese geht die Abwärme in den Kühlturm, bei einem lokalen BHKW ins Warmwassersystem. Das ist übrigens vom Potenzial her Methode Nummer eins, wenn "wir" wirklich CO2 sparen wollen. Alle PKW auf Diesel umzustellen versaut nicht nur die Luft, es bringt gerade mal 1%. Aufgerundet. Da der gesamte Verkehr rund 15-17% der CO2 Emissionen ausmacht (ca 10% abs. ist der PKW Anteil) ist das Potenzial begrenzt. Übrigens kommen 10% der PKW CO2 Emissionen aus Fahrten kleiner 5km. Also etwas, was man auch mit dem Fahrrad erledigen kann. Oder eben aus nem Akku.
Die Heizung eines PKW ist von der Leistung her ein Witz, das zieht den Wirkungsgrad des Verbrenners nicht wirklich hoch. Kannst mal kurz überlegen - 100 km/h sind etwa 9kW aerodynamische Leistung, was bei 40% (mittlerer Bestpunkt eines Ottos/Diesels) 22.5kW Brennleistung bedeutet. Also 13.5kW Abwärme durch den Auspuff/Kühler. Ist mehr als der Heizkessel eines normalen Einfamilienhauses.
Wenn man einen Elektrowagen sinnig beheizen will - Standheizung auf Spiritus-Basis. Sobald dann Akkus und Motoren Abwärme erzeugen, kann man die natürlich mitbenutzen.
Hi,
für die Heizung im EV gibt es wohl auch schon Mini Wärmepumpen die sehr sparsam mit der Energie umgehen und trotzdem viel Wärme raus holen.
Die Förderung für BHKW und co. werden gerade eher runtergerfahren und auch Steuererleichterung sind dieses Jahr wohl weg gefallen. Gefördert wird momentan primär die Wärmepumpe und Solar.
Gruß Tobias
Zitat:
@Turbotobi28 schrieb am 21. März 2016 um 11:24:20 Uhr:
Hi,für die Heizung im EV gibt es wohl auch schon Mini Wärmepumpen die sehr sparsam mit der Energie umgehen und trotzdem viel Wärme raus holen.
Die meisten Elektrofahrzeuge nutzen in der Tat die Wärmepumpe, die sich bei normalen Autos Klimaanlage nennt. Wenn man den Kreislauf umdreht hat man nämlich eine WP-Heizung. Kühlt dann auch im Sommer.
Nicht nur die Herstellungskosten spielen hier eine Rolle, sondern auch Dinge wie Ersatzteilpreise.
Wir sind schon an den Punkt das ein 5 Jahre alter PKW gehobener Marke mit 2 defekten Scheinwerfern in Vollausstattung (Kurvenlicht, LED, XENON etc pp )zu einem wirtschaftlichen Totalschaden führt.
Oder ein leichter Seitenunfall, indem bei neuen Modellen bis zu 13 kleine Airbags gezündet werden. Kaum ein Schaden am Fahrzeug und doch nen wirtschaftlicher Totalschaden.
Dazu kommt Lobbyarbeit anderer Unternehmensbereiche.
Wusstest du, das es bereits komplette Vollkeramikmotoren gibt die komplett ohne Motoröl auskommen? Saubere Sache aber rate mal wer da was dagegen hat?
Oder wem wird wohl der Trend zu E-Autos nicht schmecken. Frag mal ARAL was die davon halten.
Und zu guter letzt haben wir natürlich die Gesetze die den Autobauern die Leine anlegen. Fahrzeuge könnten zum Beispiel schon komplett autonom fahren aber das GESEtz sagt da, das dies nicht erlaubt ist. Genauso die automatische elektrische Lenkung. Gesetzt sagt: Es muss eine direkte, feste verbindung zum Lenkrad geben.
Zitat:
@LtLTSmash schrieb am 21. März 2016 um 10:48:56 Uhr:
Das stimmt schon, aber ein stöchiometrisch betriebener Otto mit warmen Kat emittiert so gut wie keine schädlichen Stoffe, deswegen hätt ich da geringe Bedenken.
Ein moderner Motor hat in diesem Zustand tatsächlich sowas wie eine Nullemission, nur eine geringe Menge an CO und natürlich die bei Verbrennungen üblichen Stoffe CO2 und H2O kommen noch hinaus, ansonsten ist die Luft am Auspuff genauso wie am Saugrohr (oder im Extremfall sogar andersherum, wenn vor dem Auto ein Zweitakt - Motorroller fährt).
Zitat:
@GaryK schrieb am 21. März 2016 um 11:01:51 Uhr:
Stand der Technik Kohlekraftwerke 40-45%, Gaskraftwerke 55-60% elektrisch, Braunkohle liegt irgendwo um 35%. Kleine BHKW kommen mit Abwärmenutzung WEIT drüber. Auf der grünen Wiese geht die Abwärme in den Kühlturm, bei einem lokalen BHKW ins Warmwassersystem.
Der Wiki Eintrag bezieht sich auf den Wirkungsgrad der Stromerzeugung. Und Abwärmenutzung ist schön, wenn man sie denn wirklich benötigt. Die Stromerzeugung für das E-Auto ist ja on Top, ich muß erst mal die Abwärme des normalen Haushaltstroms sinnvoll verwenden. Das könnt bei einem modernen EFH schon schwierig werden und im Sommer wenn ich Warmwasser eigentlich nur für die Körperhygiene braucht wird es letzten Endes auch an die Umgebung abgegeben. Vielleicht müsste man dann wieder an der Dämmung sparen, wäre ja in Hinsicht auf die Schimmelprobleme, gerade bei nachträglich gedämmten Häusern, gar nicht verkehrt.
Wieviel Leistung die Heizung eine Kfz bringt weiß ich nicht, (wobei da wohl stark von der Umgebungstmperatur abhängt) aber es ging ja auch nur ums Prinzip, das ich gleiches vergleichen muß.
Wie bereits gesagt, ich glaube eh nicht, das es einen One fit all Lösung geben wird.
Moin
LtL
Zitat:
- 40% Effizient bei der Stromerzeugung erreichen Großanlagen, ob eine kleine EFH Anlage das permanent kann glaub ich zwar nicht, bin da aber auch kein Experte
Doch, doch. Wenn man nicht gerade einen Dachs nimmt, welcher primär als Heizung läuft, sondern tatsächlich einen mechanisch optimierten, also auf Stromproduktionoptimierten Motor nimmt, dann kommt man da locker hin. Selbst günstige Notstromagregate kommen auf 40% Wirkungsgrad.
Zitat:
- Zur Nutzung der Abwärme: Du musst ja auch erst mal die Abwärme verballern, die auf die Erzeugung des normalen Haushaltstroms. Die Energie fürs Auto ist ja on Top
Mein Beispiel bezog sich darauf, das hier jemand meinte: Der Strompreis wird sich erhöhen, wenn alle E-Autos fahren. Ich wollte damit darstellen, das ich sie ja nicht mit Strom aus der Steckdose laden muß, sondern auch ein BHKW nutzen kann. Erschreckend ist, das dieses auch ohne Wärmenutzung kaum schlechter, eher besser läuft, wenn man damit einen Akku im Auto lädt, als die meisten Autos so für die gleiche Arbeit verbrauchen
Zitat:
- 30% Wirkungsgrad beim Verbrenner ist nicht unrealistisch. Ich habe vor einiger Zeit mal NEDC Tests betreut und der Wirkungsgrad, der sich dabei ja leicht berechnen lässt, lag immer so um die 30%. Bei hohen Stadtanteil und/oder Stop & Go sieht das natürlich anders aus, aber das fährt ja auch nicht jeder😉
Ich rechne immer gerne nur die Durchschnittsgeschwindigkeit aus. Wenn man dann mal schaut, was das Fahrzeug aerodynamisch nehmen dürfte, sowohl bei Durchschnittsgeschwindigkeit von meist 60 kmh, als auch bei 100 kmh, und was die Fahrzeuge dann real verbraucht haben, dann komme ich meist auf schlechtere Werte wie 30%. Lasse mich da aber gerne eines besseren belehren
In der Stadt steht der Wirkungsgrad schlecht da, keine Frage glaube ich.
Zitat:
- ich denke sehr breit und ich hoffe, das konnte meinen bisherigen Posts auch entnehmen. Stein des Anstoßes war ja deine Behauptung, das der Wirkungsgrad von 20 auf 80% steigt bei E-Auto mit BHKW. Das klang sehr pauschal, wenn auch vielleicht nicht gewollt.
Pauschal, natürlich. War schon ein wenig Absicht. Wenn man aber die Wärme nur im Ansatz im Haus nutzen kann, und wie Gary schon schreibt wird diese im PKW nur zum Bruchteil genutzt, Abgaswärme so gut wie gar nicht, dann verbessert man durch eine solche Spielerei seinen Verbrauch schon deutlich.
Hinzu kommt das ein BHKW wesentlich robuster zu bauen ist, da es kaum aufwendige Steuerungen bruacht. Die Abgasnachbehandlung muß genau einen Lastpunkt abhandeln, kann deutlich einfacher ausfallen, etc. Wenn ich mir unsere BHKWs ansehe, welche Steuerung die haben, ein Witz gegenüber einem PKW.
LtL und Gary
Mir scheint wir laufen sehr in die gleiche Richtung was dieses Thema anbelangt. Es gibt im Verkehr viele Gebiete, die sich nit alle mit einem Produkt abbilden lassen. Leider will der Mensch aber immer genau das, und die Werbung sagt ihm das dies auch genau so sein muß. Ein SUV kann nichts besser als ein reinrassiger Pedant. Ein Kombi hat mehr Platz, eine Limusine hat eine bessere Straßenlage, ein Geländewagen ist im Gelände besser, etc. pp. Dennoch will jeder einen SUV, weil man damit ja alles könnte.......
Moin
Björn
Standheizung: https://de.wikipedia.org/wiki/Standheizung sagt 4-6kW. Deckt sich mit http://www.webasto.com/.../, die sagen was von 0.6l/h. Brennwert Benzin 9kWh, 0.6l laut Wikipedia sind wieder 6kW. Auch mittels einer Wärmepumpe mit einer Arbeitszahl von real "3" bedeutet dies eine elektrische Stromaufnahme von 2kW.
Bei 0.6l/h und "Laternenparker" würde ich persönlich auf "Bio"ethanol gehen. Auch ggf. zur Akkuvorwärmung. Die mögen weder zu warm, noch "zu kalt".
Zitat:
@Friesel schrieb am 21. März 2016 um 13:46:57 Uhr:
Ich rechne immer gerne nur die Durchschnittsgeschwindigkeit aus. Wenn man dann mal schaut, was das Fahrzeug aerodynamisch nehmen dürfte, sowohl bei Durchschnittsgeschwindigkeit von meist 60 kmh, als auch bei 100 kmh, und was die Fahrzeuge dann real verbraucht haben, dann komme ich meist auf schlechtere Werte wie 30%. Lasse mich da aber gerne eines besseren belehren
Das Problem bei dieser Art der Rechnung ist, das man leider nicht den realen Fahrwiderstand inkl. aller Nebenverbraucher kennt. Das macht eine exakte bestimmung schwierig. Das ist ja das Problem des NEDC, der Fahrwiderstand, der dort simuliert wird ist ja meistens deutlich geringer als im realen Leben, deswegen mehr Realverbrauch.
Beim NEDC hat man den Vorteil, das die Radlast mitgemessen wird und alle Nebenverbraucher auf ein Minimum reduziert werden. Dabei kammen um die 30% raus, wenngleich ich sagen muß, das es sich dabei um Diesel handelte, Otto dürfte etwas schlechter sein.
Zitat:
@Seravinea schrieb am 21. März 2016 um 11:41:55 Uhr:
Nicht nur die Herstellungskosten spielen hier eine Rolle, sondern auch Dinge wie Ersatzteilpreise.Wir sind schon an den Punkt das ein 5 Jahre alter PKW gehobener Marke mit 2 defekten Scheinwerfern in Vollausstattung (Kurvenlicht, LED, XENON etc pp )zu einem wirtschaftlichen Totalschaden führt.
Oder ein leichter Seitenunfall, indem bei neuen Modellen bis zu 13 kleine Airbags gezündet werden. Kaum ein Schaden am Fahrzeug und doch nen wirtschaftlicher Totalschaden.
volle zustimmung. obwohl es immer noch leute gibt, die nicht an geplante obsoleszenz glauben😁
Zitat:
@Seravinea schrieb am 21. März 2016 um 11:41:55 Uhr:
Dazu kommt Lobbyarbeit anderer Unternehmensbereiche.
dazu ein schöner politikersatz
4m 35s wenn das hier bei mt mit dem zeitstempel mal wieder nicht klappt
wobei die mangelde reichweite der e-mobile kommt für mich durchaus zum tragen. ich fahre öfters ~1200km nach süddeutschland und zurück am tag.
das schafft kein e-mobil. an der tanke stehe ich insgesamt höchstens eine ¼h. mit dem e käme da locker ein tag zusammen; zumal ich die strecke nicht nur mit80-100km/h entlangeiern möchte.