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Kühlung

Themenstarteram 28. Juni 2009 um 0:37

Stand da im Stau so ein aerodynamisch wohlgeformtes Auto, eingehüllt in einer Nebelwolke. Wasser-

schlauch defekt oder Termoschalter defekt, jedenfalls mußten die Passagiere auf die Hilfe anderer Fahrer bezüglich Weiterkommens angewiesen sein. Warum sind heutige Motoren immer noch so schlecht im Wirkungsgrad? Wasserkühler, Ölkühler, alles verschwendete Energie und Fehlerquellen dazu. Daß ein Wirkungsgrad von 100% erreichbar wäre, ist nach den Gesetzen der Mechanik kaum möglich. Da sind Legionen von Technikern tagtäglich damit beschäftigt, bessere Motoren zu bauen. Aber solange, wie bei jeder Fahrt damit der Weltraum beheizt wird, sind die Dinger nicht besser. Ob nun Luft- oder Wasser gekühlt, nahezu die Hälfte der Tankrechnung geht an Abwärme verloren. Beim Diesel sieht es etwas besser aus, ist aber auch verlustreich. Anscheinend wird in dieser Richtung kaum Forschung betrieben, nach dem Motto: Solang das läuft, machen wir das. Kann man nur hoffen, daß die Entwicklung von Li-ion Akkus schneller ist. Der Otto-Motor ist wie die Dampfmachine ein Auslaufmodel, angesichts der Kosten und Betriebsproblematik. Nur Schade, daß ich mir keines der E-Mobile a la Tessla leisten kann. Wäre aber schön, ohne Wasser- Ölkühler und deren Defekte on Tour zu starten.

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Was willst du uns hier damit sagen???

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Was willst du uns hier damit sagen???

Themenstarteram 28. Juni 2009 um 1:17

Daß wir seit Jahrzenten mit veralteter Technik abgespeist werden ! Mit der Me 109G war schon die Methanol/Wasser-Einspritzung bekannt, welche kurzfristig eine enorme Leisterungssteigung bewirken konnte. Die Kunst der Ingenieure wird duch das Profitstreben der Industrie gehemmt. Erst muß sich die Anlage rentieren und wenn die völlig veraltert ist, dann kommen (vielleicht) neuere und bessere Produkte auf den Markt. Deutschland hat viel verschlafen oder ignoriert bezüglich technischer Innovationen. In einigen Jahren wird man Autos aus deutscher Produktion mitleidig als die Fossile einer ehemalige Geburtsstätte des Automobils ansehen. Außer neuen Beschränkungen und Vorschriften kommt nichts mehr aus Deutschland. Und Falls doch etwas Neues kommt, dann könnte es ja gefährlich sein. So wird Technik gehemmt und es bleibt alles beim Alten. Dacor?

Die Betonung liegt auf hier, damit meinte ich das "Sagt´s uns". Dieser Bereich ist meines Wissens für Anregungen und Kritik an MT gedacht und sollte deswegen auch dafür genutzt werden.

Es gehört definitiv nicht in den Sagt's uns! Bereich.

Weiß aber grad nicht genau, wo es passen könnte. Verschieb es erstmal in den Bereich Sicherheit.

Gruß

Mirco

Zitat:

Original geschrieben von madmax4444

In einigen Jahren wird man Autos aus deutscher Produktion mitleidig als die Fossile einer ehemalige Geburtsstätte des Automobils ansehen.

Dieses ständige Herumhaken auf der blöden, uninnovativen deutschen Automobilindustrie wird langsam wirklich öde :rolleyes:

Ja, der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotor ist schlecht - aber wo ist er denn deutlich besser, wenn man mal über den Tellerrand hinausschaut? Selbst Kraftwerke mit absolut optimierter Verbrennung, Nutzung der Abgase und was weiß ich sind da nur irgendwo unterhalb von 60% - mit Techniken, die im Automobil unmöglich sind aus Platz-/Gewichtsgründen.

Aber wo es ja angeblich nur deutsche Autos sind - welches ausländische Mobil hat denn einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Autos von deutschen Fabrikaten?

Juhu, keine Ahnung haben, aber den "Legionen von Forschern" Inkompetenz und Untätigkeit unterstellen und mal irgendwas reißerisches daherlabern, sowas liebe ich... :rolleyes:

Dass der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren bzw Autos allgemein nicht gestiegen ist ist ganz einfach nicht wahr. Schau dir mal Leistung, Gewicht und Verbrauch der Autos heute und vor 20 Jahren oder so an und selbst du musst zugeben, dass sich da sehrwohl einiges getan hat.

Dass ein Verbrennungsmotor Wärme abstrahlt, Kühlung benötigt und allgemein eine eher Verlustreiche Art der Energieumwandlung ist, liegt eben einfach in der Natur der Sache, Feuer ist nunmal heiß...

Zum Thema Elektroantrieb und anderen Alternativen: elektrischer Strom, Biotreibstoffe usw müssen auch irgendwie erzeugt werden, das verursacht wieder Emissionen, verbraucht teilweise fossile Ressourcen und macht im Fall von Strom dank Atommüll noch viel schlimmeren Dreck. Die Umweltbilanz von so mancher hochgelobter Alternative ist also auch nicht immer ganz so rosig.

Außerdem müssen die Alternativen serienreif und zuverlässig gebaut werden können und zudem muss das ganze am Ende auch irgendjemand bezahlen, neue Technologien und auch die Forschung um sie zu bekommen sind nunmal teuer.

Und ganz ehrlich, auch wenns noch so sauber ist, ich glaube die wenigsten sind bereit sich ein Elektroauto oä zu kaufen das weniger Leistung, Reichweite, Größe als ein herkömmliches Auto mit Verbrenner hat und dafür auch noch deutlich mehr zu bezahlen.

jop. Meiner meinung nach könnte es zwar auch schneller gehen in der Motorenentwicklung, aber da hängt soviel dran, dass das eine das andere ausbremst und man nachher gar nicht mehr nachvollziehen kann, wo genau jetzt das Problem lag.

Trotzdem, mein altes auto mit einem motor von vor knapp 20 jahren leistete 116ps und wog 1200kg, wobei es mindestens 9,5 liter verbraucht hat.

Das jetzige hat einen 5 jahre alten motor, 1350kg und verbraucht minimal 8,5l mit einer Leistung von nun aber 166PS...

sehen wir da einen Fortschritt und mehr effizienz??

-->Ich schon!

Das ganze muss man vielleicht etwas aufdröseln.

1. Warum Verbrennungsmotor und nicht Elektromotor ?

Elektromotoren haben zwar einen wesentlich besseren Witkungsgrad (bis 90 %), einen wesentlich breiteren nutzbaren Drehzahlbereich und hohes Drehmoment von minimaler bis maximaler Drehzahl, alles Eigenschaften die ihn um idealen PKW-Antrieb machen würden, das Problem ist jedoch die Speicherung der Energie. Ein voller Kraftstofftank kann eben immer noch wesentlich mehr Bewegungsenergie transportieren, selbst wenn 63 % (Ottomotor) bzw. 55 % (Diesel) als Wärme verschwendet werden, als die zur Zeit verfügbaren Akkus.

Auch der Strom muss ja irgendwo herkommen. Die Kraftwerke haben einen Wirkungsgrad von 25 % (altes Kohlekraftwerk) bis 90 % (modernes Wasserkraftwerk), auf dem Weg vom Kraftwerk zur Steckdose muss mindestens 3 mal transformiert werden, nehmen wir hier mal einen Wirkungsgrad von 98 % für die Transformatoren an. Daraus ergeben sich folgende Gesamtwirkungsgrade:

Kohlekraftwerk: WK Kraftwerk (25 %) x WK Trafo (98 %) x WK Trafo (98 %) x WK Trafo (98 %) x WK E-Motor (90 %) = WK gesamt: ca. 21% = schlechter als Ottomotor...

Bei einem Wasserkraftwerk wären es ca. 76 %, schon interessanter und ohne fossile Brennstoffe. Solange also der Strom überwiegend aus Kohlekraftwerken stammt, umweltmäßig und in der Summe uninteressant, die Abgase entstehen lediglich woanders. Allerdings gibt es noch erheblich mehr Kohle als Öl...

2. Verbrennungsmotoren als solche

Der "normale" Verbrennungsmotor hat zwei Grundprobleme hinsichtich des Wirkungsgrades:

1. keine kontinuierliche Verbrennung.

Bei jedem Arbeitstakt muss das Gemisch neu erzeugt werden, es wird angesteckt, es verlöscht, Abgase müssen aus dem Brennraum etc. Viel günstiger wäre eine kontinuierliche Verbrennung, wie es jeder daheim beim Heizungsbrenner hat. Lösung: Gasturbine. Kennt jeder aus dem Flugzeug, hier wird allerdings hauptsächlich Vorschub durch Rückstoß erzeugt, weniger Drehmoment (nur um die Turbine am Laufen zu halten und für den Strombedarf des Flugzeugs) Im Hubschrauber erzeugen diese Turbinen allerdings Drehmoment. Gute Wirkungsgrade erhält man allerdings erst bei sehr hohen Leistungsbereichen und wenn man die Wärmeenergie der Abgase auch noch nutzt (Kraft-Wärme-Kopplung). Wird übrigens als Schiffsantrieb durchaus eingesetzt, auch der amerikanische Kampfpanzer M1 hat einen solchen Antrieb. Als Autoantrieb hat Chrysler mal in den 1960ern Versuche durchgeführt.

2. Umwandlung der gradlinigen Bewegung des Kolbens in Drehbewegung

Bei jedem Arbeitstakt muss ich die Masse der Kolben beschleuigen, am unteren Totpunkt abbremsen, wieder in die Gegenrichtung beschleunigen, am oberen Totpunkt wieder abbremsen etc. - pure Energieverschwendung. Darum hat mal ein Herr Wankel den Kreiskolbenmotor erfunden, hier wird von vornherein Drehbewegung erzeugt. Die hatten dann mal ein kurzes Gastspiel bei NSU, werden aber heute noch von Mazda im RX8 (?) verwendet. Nachteile waren die (zumindest früher) mangelnde Zuverlässigkeit, vor allem aber die ungünstige Form der Brennräume und die Gemisch zu- und abführung, die den Wirkunsgrad insgesamt wieder unter den eines Hubkolbenmotors drücken.

Also: alles nicht so ganz einfach. Ich bin mir aber sicher, dass hier eifrig weitergeforscht wird. Die frage ist nämlich nicht, ob das Öl irgendwannn verbraucht ist, sondern nur wann...

Zitat:

selbst wenn 63 % (Ottomotor) bzw. 55 % (Diesel) als Wärme verschwendet werden

Und selbst das nur im günstigsten Fall, d. h. bei ca. 90 % Last und bei mittleren Drehzahlen, wobei beim Diesel der Bereich hohen Wirkungsgrads (laut dem sog. Muscheldiagramm) deutlich breiter ist als beim Benziner. Genau das trägt übrigens am meisten zum Verbrauchsvorteil des Selbstzünders bei, nicht so sehr der höhere Maximalwirkungsgrad. Turbos vergrößern den Hochwirkungsgradbereich übrigens auch und erhöhen nicht nur die Leistung.

Gleichzeitig wird auch der Pferdefuß sichtbar: Autos werden ja höchst selten bei 90 % Last gefahren, d. h. fast Vollgas, denn das wären bei den meisten heutigen PKWs Geschwindigkeiten zwischen 160 und 240 km/h, die wiederum geradezu irrsinnige Windlast bedeuten, was den Verbrauch trotz besten Wirkungsgrads unsinnig hoch macht (von Fragen der Machbarkeit im realen Straßenverkehr mal ganz abgesehen). Genau deshalb muß man zum Spritsparen den Autos eigentlich möglichst kleine Motoren verpassen, die möglichst oft nahe ihrer Leistungsgrenze laufen. Ich verwette meinen Allerwertesten, daß der neue Volvo V70 DRIVe statt 5 auch 4 l/100 km Normverbrauch erreichen könnte, wenn er statt des 1.6er Diesels mit 109 PS einen kleineren Motor hätte, sagen wir 75 PS. Das ist natürlich für die heutige Zeit eine lachhafte Motorisierung für ein Mittelklassefahrzeug (vor 25 Jahren war es allerdings die Basis z. B. im Mercedes-Benz 200 D!), aber statt die ab und zu notwendige Maximalleistung ständig verfügbar zu haben und damit einen fürs durchschnittliche Fahren völlig überdimensionierten Motor im unteren Teillastbereich zu betreiben, müßte der Ausweg wo ganz anders liegen.

Zum Beispiel den Verbrenner als Basis für den Durchschnittsbetrieb und einen Elektromotor zum Aufstocken bei Überholvorgängen o. ä., dessen (relativ kleiner) Akku im Normalbetrieb nachgeladen wird.

Oder ein kompletter Elektroantrieb mit (auch wiederum recht kleinem) Akku sowie einem Generatormodul mit Verbrennungsmotor, der nur so groß dimensioniert sein muß, daß die Durchschnittsleistung(!) ausreicht, und überdies ständig automatisch entweder im Bereich hohen Wirkungsgrads läuft oder abgeschaltet wird.

Ist alles nicht neu und hat seine Vor- und Nachteile. Obiges gibt bestimmt auch nicht vollständig das wieder, was gerede mehr oder weniger produktionsreif oder in Entwicklung ist. Ich will nur ein bißchen was Faktisches zur Diskussion um Wirkungsgrade beitragen. Weiterlesen könnt ihr zum Beispiel hier.

Hurra es sind Ferien...

Falls ihr Bengels in den 6 Wochen was sinvoles machen wollt: http://www.kfz-tech.de/Kuehlung.htm

Zitat:

 

madmax4444 madmax4444

Themenstarter

Daß wir seit Jahrzenten mit veralteter Technik abgespeist werden ! Mit der Me 109G war schon die Methanol/Wasser-Einspritzung bekannt, welche kurzfristig eine enorme Leisterungssteigung bewirken konnte. Die Kunst der Ingenieure wird duch das Profitstreben der Industrie gehemmt. Erst muß sich die Anlage rentieren und wenn die völlig veraltert ist, dann kommen (vielleicht) neuere und bessere Produkte auf den Markt

Und was will mir das jetzt alles sagen?

Dass ich mir eine gebrauchte Me 109 kaufen soll, damit ich nicht auf der Autobahn liegen bleibe?

Das ist natürlich richtig innovativ....

Vielleicht sollte man mal überlegen, wofür ein heutiger PKW und damals eine Me109 konzipiert wurden. Eine kurzfristige enorme Leistungssteigerung ist heute auch kein Problem, sowas kann z.B. mit Lachgas-Einspritzung realisiert werden. Aber wie lange macht der Wagen das mit?

Bei einer Me109 hat man wohl sicher nicht auf eine Langlebigkeit von mehreren Jahren geachtet, sondern auf die Leistungsfähigkeit im Luftkampf.

Wenn man natürlich auf der Autobahn Langeweile hat und seinen Lappen zum Reinigen des Armaturenbretts verlegt hat, dann kann man schonmal auf solche komischen Ideen kommen... :rolleyes:

Zitat:

Die frage ist nämlich nicht, ob das Öl irgendwannn verbraucht ist, sondern nur wann...

Das allerdings, und sogar die Politik scheint's langsam zu begreifen. Hoffentlich nicht zu langsam.

Zitat:

Original geschrieben von madmax4444

Kann man nur hoffen, daß die Entwicklung von Li-ion Akkus schneller ist. Der Otto-Motor ist wie die Dampfmachine ein Auslaufmodel, angesichts der Kosten und Betriebsproblematik. Nur Schade, daß ich mir keines der E-Mobile a la Tessla leisten kann. Wäre aber schön, ohne Wasser- Ölkühler und deren Defekte on Tour zu starten.

Der Tesla Roadster fiel bei "Top Gear" wegen überhitzer E-Motoren nach ein paar Minuten aus.

Die Dampfschwaden, die der E-Wagen NICHT erzeugt, kannst Du Dir am Kühlturm des Kraftwerks anschauen - alternativ an der erhöhten Temperatur des Flusses nebenan.

Ich stimme zu, dass der Explosionsmotor nicht das Gelbe vom Ei ist, aber der E-Motor ist nicht umsonst schon in den Kinderschuhen des Automobils von ihm verdrängt worden.

Das Problem lässt sich in einem Wort benennen: Energiedichte.

Amen

Themenstarteram 5. Juli 2009 um 1:48

Das ist doch gerade! Warum muß die erzeugte Wärme anschliessend in Kühltürmen vernichtet werden???

Nur desshalb, weil der Wirkungsgrad der derzeitig eingesetzten Mechanik äußerst miserabel ist. Der Kühler im Auto ist auch so ein kleiner Kühlturm und beweist damit, daß Energie sinnlos verschwendet wird. Jede Reibung erzeugt Wärme. Die, im Motor erzeugte Wärme duch Reibung ist gering, sofern die Gleitragerung gewärleistet ist. Aber das Resumee kW/L % realer Leistung ist im negativen Bereich. E-Motore sind effizienter. Deren Entwicklung wird (aus durchsichtigen Gründen) jeder Hemmschuh in den Weg gelegt. Bereits vor 20 Jahren hatte ein mir befreundeter Ingenieur im Taunus einen E-Motor erfunden, klein wie eine Cola Dose, Leistung 0,9 PS, kurtzschlußfest. Der Hersteller sagte NO , wo kämen wir dann hin, wenn die Motoren ewig halten!

Was Motoren und Kühler ansonsten anbelangt: DKW 3=6, NSU Prinz III, Ro80. Über Jahre damit auf Tour gewesen und damit Folgeprobleme gehabt. Wobei der DKW, trotz Kühler hinten, nie Probleme machte.

Seit wann sind Li-ion Akkus auf dem Markt? Gibt es Entwicklungszykeln bezüglich des Blei-Akkus?

Selbstverständlich war das Doping eines 30L V12 Mercedes Motors in der Me 109 eine Notlösung. Aber immerhin, es wurde versucht. Und was passiert heute?

Metrok
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