Missverständnis Turbo, die downsizing Seuche und wieso ich skyactive toll finde....
Unter dem Schlagwort "downsizing" werden uns mit Höchstdruck aufgeblasene Mikromotörchen mit der zu erwartenden Lebensdauer einer Eintagsfliege aufgeschwatzt.
Das einzige was diese Mikroben von Verbrennungsmotor können, ist einen völlig realitätsfremden Verbrauchszyklus mit Mini-Verbräuchen zu absolvieren, die eine immer größere Differenz zur Praxis zeigen.
Und dann die Bergründungen:
"der Turbo nutzt die noch in den Abgasen enthaltene Energie"
Unsinn !
Ein Hubkolbenmotor hat ein grundsätzliches Problem: eigentlich wäre es energetisch optimal, wenn das Hubvolumen beim Verdichten geringer wäre als beim Expandieren, denn das heiße Gas benötigt deutlich mehr Volumen um auf Umgebungsdruck zu expandieren als kaltes Gas. Weil das mechanisch aber nicht machbar ist, muß zwangsweise das expandierende Gas mit Restdruck in das Abgassystem entlassen werden.
Motoren, die dies durch nur teilweise Füllung beim Ansaugen zumindest abmildern, wurden schon viele entwickelt, das bekannteste Beispiel ist der Miller Motor. Doch schon der ganz normale Sauger hat das quasi systemimmanent eingebaut, weil durch die unvermeidliche Drosselung beim Saugen die Füllen in aller Regel unter 100% liegt.
Ein Turbo verschlimmert die Situation aus zwei Gründen:
a) durch die erzwungene > 100% Füllung wird der Expansionsraum des Motors noch ungenügender
b) seine für eine rotierende Strömungsmaschine sehr ungünstigen Abmessungen (viel zu klein) führt zu einem allen Hubkolbenmotoren stark unterlegenen Wirkungsgrad. Erst deutlich größere Maschinen, die aber für Fahrzeuge indiskutabel hohe Leistungen haben, erreichen mit ach und krach den Wirkungsgrad einer Hubkolbenmaschine.
Hinzu kommt, daß wegen der Klopfneigung bei Benzinmotoren ein Ladeluftkühler erforderlich wird, der die Energiebilanz weiter verschlechtert, weil hier Wärme abgeführt wird, die dann mühsam wieder durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt werden muß.
Die Mikromotörchen brauchen nur deshalb im Verbrauchszyklus weniger, weil sie hier in aller Regel nur sowenig Leistung abgeben müssen (man betrachte nur die lahmarschigen Beschleunigungszyklen der Messung...) daß sie in einem Bereich laufen, der so stark gedrosselt ist, daß der Turbo praktisch keine Wirkung mehr hat und das ganze als Sauger betrieben wird.
Allerdings als Sauger geringen Hubraums und damit geringer interner Reibungsverluste.
Und voila: man hat ein Verbrauchswunder !
(allerdings nur solange man die im Prospekt versprochene Leistung nicht abruft !)
___________________
Schön, daß mit Mazda wenigstens ein Hersteller den Blödsinn nicht mitmacht und einen optimierten klassischen Sauger dem gegenüber stellt.
Und siehe da: dieser verbraucht im unteren Leistungsbereich etwas mehr wie die Mikromotörchen, aber dafür bei mittlerer und hoher Leistung weniger.
Daß das viel praxisgerechter ist, zeigt sich schon daran, daß Mazda der einzige Hersteller ist, dem es gelang, im praxisnahen Test des ADAC WENIGER als der angegebene Normverbrauch zu verbrennen.
Danke Mazda !
Gruß SRAM
P.S.: wer die Thermodynamik dahinter nicht verstanden hat, dem erkläre ich sie gerne. Ich hab sogar alles, was oben steht mal exemplarisch durchgerechnet.
Beste Antwort im Thema
Unter dem Schlagwort "downsizing" werden uns mit Höchstdruck aufgeblasene Mikromotörchen mit der zu erwartenden Lebensdauer einer Eintagsfliege aufgeschwatzt.
Das einzige was diese Mikroben von Verbrennungsmotor können, ist einen völlig realitätsfremden Verbrauchszyklus mit Mini-Verbräuchen zu absolvieren, die eine immer größere Differenz zur Praxis zeigen.
Und dann die Bergründungen:
"der Turbo nutzt die noch in den Abgasen enthaltene Energie"
Unsinn !
Ein Hubkolbenmotor hat ein grundsätzliches Problem: eigentlich wäre es energetisch optimal, wenn das Hubvolumen beim Verdichten geringer wäre als beim Expandieren, denn das heiße Gas benötigt deutlich mehr Volumen um auf Umgebungsdruck zu expandieren als kaltes Gas. Weil das mechanisch aber nicht machbar ist, muß zwangsweise das expandierende Gas mit Restdruck in das Abgassystem entlassen werden.
Motoren, die dies durch nur teilweise Füllung beim Ansaugen zumindest abmildern, wurden schon viele entwickelt, das bekannteste Beispiel ist der Miller Motor. Doch schon der ganz normale Sauger hat das quasi systemimmanent eingebaut, weil durch die unvermeidliche Drosselung beim Saugen die Füllen in aller Regel unter 100% liegt.
Ein Turbo verschlimmert die Situation aus zwei Gründen:
a) durch die erzwungene > 100% Füllung wird der Expansionsraum des Motors noch ungenügender
b) seine für eine rotierende Strömungsmaschine sehr ungünstigen Abmessungen (viel zu klein) führt zu einem allen Hubkolbenmotoren stark unterlegenen Wirkungsgrad. Erst deutlich größere Maschinen, die aber für Fahrzeuge indiskutabel hohe Leistungen haben, erreichen mit ach und krach den Wirkungsgrad einer Hubkolbenmaschine.
Hinzu kommt, daß wegen der Klopfneigung bei Benzinmotoren ein Ladeluftkühler erforderlich wird, der die Energiebilanz weiter verschlechtert, weil hier Wärme abgeführt wird, die dann mühsam wieder durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt werden muß.
Die Mikromotörchen brauchen nur deshalb im Verbrauchszyklus weniger, weil sie hier in aller Regel nur sowenig Leistung abgeben müssen (man betrachte nur die lahmarschigen Beschleunigungszyklen der Messung...) daß sie in einem Bereich laufen, der so stark gedrosselt ist, daß der Turbo praktisch keine Wirkung mehr hat und das ganze als Sauger betrieben wird.
Allerdings als Sauger geringen Hubraums und damit geringer interner Reibungsverluste.
Und voila: man hat ein Verbrauchswunder !
(allerdings nur solange man die im Prospekt versprochene Leistung nicht abruft !)
___________________
Schön, daß mit Mazda wenigstens ein Hersteller den Blödsinn nicht mitmacht und einen optimierten klassischen Sauger dem gegenüber stellt.
Und siehe da: dieser verbraucht im unteren Leistungsbereich etwas mehr wie die Mikromotörchen, aber dafür bei mittlerer und hoher Leistung weniger.
Daß das viel praxisgerechter ist, zeigt sich schon daran, daß Mazda der einzige Hersteller ist, dem es gelang, im praxisnahen Test des ADAC WENIGER als der angegebene Normverbrauch zu verbrennen.
Danke Mazda !
Gruß SRAM
P.S.: wer die Thermodynamik dahinter nicht verstanden hat, dem erkläre ich sie gerne. Ich hab sogar alles, was oben steht mal exemplarisch durchgerechnet.
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Die Frage ist auch oftmals, ob die Papierform unterschiedlicher Leistungsstufen eines gleichen Motors tatsächlich in der Realität vorhanden ist oder ob da nur ein unterschiedlicher Marktpreis an Hand von unterschiedlichen Werten in Papierform gerechtfertigt wird. Am Ende haben beide über weite Bereiche dasselbe Drehmoment und der schwächeren Version wird nur der Ladedruck weiter oben gekappt. Man müsste dann nur bei überschreiten der geringeren Leistung das Wastegate etwas eher öffnen. Das wäre für den Hersteller die günstigste Variante....
Nehmen wir mal den 1,5l VOLVO 3-Zylinder. Das Drehmoment ist für den T2 und den T3 nahezu identisch bis etwa 3.000U/min, darüber leistet der T3 34PS mehr. Im Anzug bis 3.000U/min fällt es mir im direkten Vergleich schwer, einen Unterschied zu fühlen. Im Portemonaie beim Kauf fühlt man einen Unterschied dann schon deutlicher....
Gruß
Gravitar
Ich sehe das eher als technischen Aspekt und zwar dergestalt, dass es reichlich witzlos ist einen Motor auf eine definierte Höchstdrehzahl auszulegen, ihn jedoch nicht bis zu eben jener Drehzahl auch seine definierte Arbeit verrichten zu lassen.
Leistungsfähigkeit beschreibt gerade diesen Zusammenhang, weil sie darstellt, wie ein Motor seine Arbeit über das ihm mögliche Drehzahlband strecken kann.
In Russland nicht selten Machen Chiptuning. Mit Ergebnis getunte Autos gehen fruher kaputt als nicht getunte.
So kann man sehen - die Autos mit mehr PS haben auf Leistung angepasste Bauteile.
Gruß. I.
Ob es einem gefällt oder nicht, aber Downsizing in Verbindung mit Turbo ist die Zukunft bei Verbrennungsmotoren.
Wie viele falsch verstehen, soll diese Kombination nicht die “Leistung erhöhen” oder “höhere Drehzahlen” der kleineren Motoren bewirken, sondern das Erreichen des optimalen Drehmomentbandes so früh wie möglich ermöglichen.
Dazu soll dieses optimale Drehmomentband so lange wie möglich erhalten sein.
Das ist nichts anderes, als die Vergrößerung des Muscheldiagramms für be (Bestbetriebspunkt) und eine Optimierung der Effizienz - ohne Turbo und Downsizing ist das nicht so gut möglich.
Die optimalen Betriebspunkte sind bei Dieseln etwa 3/4 Last und unteres Drittel der Drehzahl und bei Benzinern auch 3/4 Last und etwa Mittelbereich der Drehzahl - kleinere Motoren neigen dazu öfter unter “Last” zu fahren und somit die Effizienz zu steigern.
Neueste Legierungen bzw. die Fortschritte erlauben dieses heute ohne weiteres. Vergleichbar, wie in den 1970igern bekam man 300PS nur aus einem 6.0 Liter V12 heraus, während es bereits in den 1980igern bei einem 3.0 Liter V6 möglich war - bei deutlich besserem Ansprechverhalten und besserer Effizienz und weniger Gewicht.
So wird diese Leisungsausbeute bei 1,5 Liter 4 oder 3-Zylindermotoren möglich sein - bei noch besserer Effizienz und noch besserem Ansprechverhalten...
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Zitat:
@Slash_182 schrieb am 3. März 2021 um 09:26:54 Uhr:
Ob es einem gefällt oder nicht, aber Downsizing in Verbindung mit Turbo ist die Zukunft bei Verbrennungsmotoren.
Der Verbrenner hat keine Zukunft. Ein Hersteller nach dem anderen verkündet das Aus des Verbrenners. Es ist ziemlich wahrscheinlich, das wir gerade die letzte (mit Sicherheit aber die vorletzte) Verbrenner-Generation am Markt haben.
Zitat:
@Slash_182 schrieb am 3. März 2021 um 09:26:54 Uhr:
Das ist nichts anderes, als die Vergrößerung des Muscheldiagramms für be (Bestbetriebspunkt) und eine Optimierung der Effizienz - ohne Turbo und Downsizing ist das nicht so gut möglich.
Die Toyota Hybriden können das sogar besser. Ohne Downsizing, Turbo und Direkteinspritzung.
Allerdings ist der Weg genau anders rum. Anstatt das Muscheldiagramm immer breiter zu machen, hat man mit dem HSD die Möglichkeit den Verbrenner immer nahe dem Optimalpunkt arbeiten zu lassen. Und das funktioniert ziemlich gut. So liegt ein Touran 1.0TSI mit 115PS bei Spritmonitor bei 6.18l/100km, der Prius+ mit ähnlichen Fahrleistungen bei 5,67l/100km.
Grüße,
Zeph
Und nicht vergessen - solche "Hilfsmotoren", die im Mittel nahe des Bestpunkts gefahren werden sind billiger in der Herstellung. Der "Stationärmotor" braucht eben keine vollvariablen Nockenwellen, VTG, Drallklappen ...
Zitat:
@GaryK schrieb am 3. März 2021 um 10:24:16 Uhr:
Und nicht vergessen - solche "Hilfsmotoren", die im Mittel nahe des Bestpunkts gefahren werden sind billiger in der Herstellung. Der "Stationärmotor" braucht eben keine vollvariablen Nockenwellen, VTG, Drallklappen ...
Zumindest eine Nockenwellenverstellung haben die Toyota Atkinsons allerdings.
Ich weis es nicht, ich schätze aber das die Herstellkosten eines HSD's mit allem Drum und Dran in der Größenordung eines Dieselmotors liegt. Von Bosch-Zeiten her weis ich noch, das der Dieselmotor in etwa doppelt so teuer kommt, wie ein vergleichbarer Saug-Benziner.
Grüße,
Zeph
Und heute ists wegen der Abgastechnik eines Diesels mit Doppel-AGR, SCR, DPF... noch teurer. Weshalb ich persönlich sicher bin, dass der Diesel als Allerweltsmotor ausstirbt. Hat gegen Benzin-Hybride preislich absehbar gar keine Chance mehr.
Deswegen ist IMHO (auch wenn Offtopic) ein Stromstarker und kleiner Akku der größte Treiber für Hybride. Weil du bezahlst Akkus unterm Strich eher nach kWh mit einem kleinen Aufpreis für die Anoden/Kathodentechnik. Was du aber haben willst sind Kilowatt Peak für fahren und rekuperieren. Also je mehr kW/kWh, desto billiger wird der Akku für den angedachten Zweck.
Sehe ich genauso wie GaryK, wird aber von unseren Politikern protektionistisch nicht entsprechend gefördert. Am meisten bringt uns ein HSD über die nächsten 10-20 Jahre, was Kosten und Effizienz angeht. Hat sich leider weder bei Herstellern noch bei Politik ausreichend herumgesprochen. Die fördern lieber PHEV mit Laderaten unter 20% in gewerblicher Nutzung mit DKG und höherem Bauaufwand und Kosten oder Mildhybride, die den Namen Hybrid eigentlich zu Unrecht tragen......
Wer berät die eigentlich so schlecht.....?
Gruß
Gravitar
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Alfred E. Neumann
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 3. März 2021 um 09:54:51 Uhr:
Der Verbrenner hat keine Zukunft. Ein Hersteller nach dem anderen verkündet das Aus des Verbrenners. Es ist ziemlich wahrscheinlich, das wir gerade die letzte (mit Sicherheit aber die vorletzte) Verbrenner-Generation am Markt haben.
Das war nicht Inhalt meiner Aussage.
Ich bezog mich rein auf Verbrennungsmotoren und die Thematik Turbo und/oder Downsizing, was in dem Fall in einer Hand geht.
Und was die Zukunft der Verbrenner selbst betrifft - so ist das, das Gleiche, wie wenn man in eine Glaskugel schaut und 3 Federn über sein Bett hängt. Reiner Glaube und Spekulation.
Ich selbst weiß, dass mindestens ein einschlägiger Deutscher Hersteller definitiv in nicht allzu Ferne zu Downsizing “zurück rudert”, weil die Sache mit der “reinen Elektromobilität” nicht ausgeht.
Was die Hybridisierung angeht, das steht auf einem anderen Blatt - nicht auf dem Blatt der Umweltfreundlichkeit oder Nachhaltigkeit, sondern auf dem Blatt der Schlupflöcher der EU-Regeln.
Kleiner Tipp: Wirf selbst mal einen Blick in die UN/ECE Regelung 101, besonders in den Absatz 4.4.3 und auf den Korrekturfaktor zur Ermittlung der Verbrauchswerte.
Reines Mittel zum Zweck, um Flottenverbräuche zu optimieren - ohne wirklich “Umweltfreundlicher” zu sein...
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 3. März 2021 um 09:54:51 Uhr:
Die Toyota Hybriden können das sogar besser. Ohne Downsizing, Turbo und Direkteinspritzung.Allerdings ist der Weg genau anders rum. Anstatt das Muscheldiagramm immer breiter zu machen, hat man mit dem HSD die Möglichkeit den Verbrenner immer nahe dem Optimalpunkt arbeiten zu lassen. Und das funktioniert ziemlich gut. So liegt ein Touran 1.0TSI mit 115PS bei Spritmonitor bei 6.18l/100km, der Prius+ mit ähnlichen Fahrleistungen bei 5,67l/100km.
Grüße,
Zeph
Sehe ich leider nicht so, da alleine “die Natur” eines Motors ohne Drehmoment-optimierte Turboaufladung niemals an den Wirkungsgrad eines eben genannten Turbomotors hin kommt. Vergleiche selbst einfach mal die Muscheldiagramme und die Größe, sowie Punktes des be.
Es ist schon richtig, dass die Hybridisierung es dem Motor “leichter macht” im be zu fahren, wenn die Ladung genauso angesetzt wird, um diese Auslastung Punkt zu verschieben. Aber alleine die mehrfache Energiewandlung + Leistungselektronik + Mehrgewicht der Akkumulatoren relativieren diesen Vorteil beispielsweise zu einem Diesel oder gar zu einem effizienten Benziner.
Wenn Du von Verbrauchswerten redet - ich fahre einen Opel Crossland X mit dem 1.5l Dieselmotor aus dem Hause PSA und bewege ihn die letzten 10.000km mit einem Durchschnittsverbrauch von 3,6 Litern Diesel.
Ohne Hybrid - aber mit Turbo und Downsizing.
Sorry, Turbo ist am Ende egal wenn du perspektivisch Richtung Hybrid/RangeExtender gehst. Weil es juckt nur, ob du im Bedarfsfall unter Last nahe an der Klopfgrenze arbeiten kannst. Was einen Turbo / Downsizer nicht zwingend bedingt.
Und mit einer "Drehmomentoptimierung durch Turbo" hat das genau gar nichts zu tun. Dich juckt die mittlere Last. Das Moment ist scheissegal so lange die Last ausreichend hoch ist.
Zitat:
@Slash_182 schrieb am 3. März 2021 um 13:37:05 Uhr:
Sehe ich leider nicht so, da alleine “die Natur” eines Motors ohne Drehmoment-optimierte Turboaufladung niemals an den Wirkungsgrad eines eben genannten Turbomotors hin kommt. Vergleiche selbst einfach mal die Muscheldiagramme und die Größe, sowie Punktes des be.
Und weil das so ist, ist der Benziner mit dem derzeit höchsten Wirkungsgrad ein Toyota-Atkinson-Sauger mit 41% (der 2l-Atkinson). Kein Downsizer mit Turboaufladung schafft das aktuell.
Zitat:
@Slash_182 schrieb am 3. März 2021 um 13:37:05 Uhr:
Aber alleine die mehrfache Energiewandlung + Leistungselektronik + Mehrgewicht der Akkumulatoren relativieren diesen Vorteil beispielsweise zu einem Diesel oder gar zu einem effizienten Benziner.
Das Mehrgewicht stört nicht, das Ding kann ja rekuperieren. Abgesehen davon hält es sich mit ~50kg in engen Grenzen. Benziner schlagen die Hybride sowieso jeden, beim Diesel wird's knapp, aber auch da kann das gelingen. Siehe unten.
Wegen der Energiewandlung braucht man sich auch keine Sorgen machen, der Hybrid ist leistungsverzweigt, dh es geht immer ein gewisser (und mit der Geschwindigkeit zunehmender) Teil direkt mechanisch an die Räder. Bei etwa 110km/h ist ein Punkt erreicht, wo der Verbrenner direkt die Räder antreibt.
Zitat:
@Slash_182 schrieb am 3. März 2021 um 13:37:05 Uhr:
Wenn Du von Verbrauchswerten redet - ich fahre einen Opel Crossland X mit dem 1.5l Dieselmotor aus dem Hause PSA und bewege ihn die letzten 10.000km mit einem Durchschnittsverbrauch von 3,6 Litern Diesel.
Ohne Hybrid - aber mit Turbo und Downsizing.
Das ist ziemlich gut, vorallem weil das von dir genannte Auto auf Spritmonitor bei satten 5.92l/100km liegt. Ein Wert der sowohl vom Yaris Hybrid (4,71l/100km) als auch dem CH-R Hybrid (5,26l/100km) unterboten wird. Und das obwohl Benzin 13% weniger Energie pro Liter hat, als Diesel.
Ich bin mir fast sicher, das du bei deiner Fahrweise mit den Toyota Hybriden deinen eigenen Verbrauch mit dem Crossland X unterbieten kannst. Glaub' mir, ich weis wovon ich rede, denn mit meinem dicken Prius+ sind ohne Probleme <5l/100km drinnen, das ist allerdings ein 7-Sitzer und kein Kleinwagen.
Also nein, man braucht weder Downsizing noch Turbo um sparsam zu sein.
Grüße,
Zeph
Aber man braucht mehr als nur Hubraum um sparsam zu sein.
Zitat:
@Diabolomk schrieb am 3. März 2021 um 16:05:00 Uhr:
Aber man braucht mehr als nur Hubraum um sparsam zu sein.
Ja und nein...
Selbst bei Toyota & Lexus kann man sehen mit immer mehr Hubraum wird immer mehr verbraucht, Physik eben...
Gruß. I.