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.
4489 Antworten
Zitat:
@bbbbbbbbbbbb schrieb am 19. März 2015 um 21:03:13 Uhr:
@Rael: Danke, sehr interessant! Ich wälze gerade alte MTZ - Bücher. Du weißt nicht zufällig, in welcher Ausgabe der M52 vorgestellt wurde? 1994 würde ich mal annehmen, oder?
Ich schaue morgen mal nach (wenn ich daran denke 😁)
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 19. März 2015 um 09:35:19 Uhr:
BMW N52 aus 2004 (leider schlechte Bildqualität. Bestpunkt 240 g/kWh)
BMW N53 aus 2007
AMG M159 aus 2010
Hallo Rael_Imperial,
vielen Dank!
"... Erst seit Ende der 1990er machten sich mehrere Autobauer wieder daran, die Vorteile der Direkteinspritzung zu nutzen. Mittlerweile haben sich zwei Hauptströmungen herauskristalliert, die vereinfacht etwa so aussehen: Direkteinspritzung in Verbindung mit Turboaufladung bei hubraumkleineren Motoren oder Direkteinspritzung in Verbindung mit Magerkonzepten bei großvolumigen Aggregaten. ..."
Aus heise autos, 21.08.2009, Mager-Konzept: Mercedes C 350 CGI im Fahrbericht
Nachfolger = M276, Bestpunkt 220 g/kWh. Noch interessanter finde ich die Angabe für 2.000 U/min und 2 bar:
MB M276: 290 g/kWh
BMW N53: 295 g/kWh
AMG M159: 358 g/kWh
Erster Twincharger (1,4 Liter, 125 kW, Golf 5, 2006): ca. 400 g/kWh
1.8 TFSI 3. Generation (125 kW, Audi A5, 2011): ca. 350 g/kWh
Und damit sind wir beim eigentlichen Thema, dem spezifischen Verbrauch auf der Autobahn.
Prüfen wir doch mal die häufig aufgestellte These, dass ein Downsizing-Motor hier mehr verbraucht als ein guter Sauger.
Sauger = N53 (2007) -> Verbrauchskennfeld
Annahme: 160 km/h im 6. Gang = 3.600 U/min
=> 4.500 U/min = 200 km/h bei etwas unter 260 g/kWh
Downsizer = erster Twincharger (2006) -> Verbrauchskennfeld
=> 5.454 U/min = 200 km/h bei deutlich unter 250 g/kWh
Fazit: Selbst dieser sehr grobe Vergleich zeigt, dass sich die Motoren hier kaum unterscheiden.
Wenn der absolute Verbrauch bei 200 km/h im Golf 5 Twincharger (GT TSI) höher als bei einer BMW-Limousine mit dem N53 ist, dann liegt dies nicht an der Effizienz des Twinchargers/Motors. Ich sag nur Luftwiderstand und so.
Ich hoffe, ich habe bei meiner Betrachtung/Argumentation keinen Fehler gemacht. Falls doch, Feuer frei. 😁😉
VG myinfo
Vielen Dank für die schöne Analyse!
Die umgekehrte Betrachtung ist dabei natürlich auch sehr interessant:
Ein 3 l R6-Saugmotor braucht auch nicht mehr Sprit als ein aufgeladener 4-Zylinder. Also Downsizing doch nicht der Königsweg?
Meine persönliche Antwort ist klar: Ich habe mich beim 528i bewusst für den N53 und gegen den N20 entschieden.
Zitat:
@bbbbbbbbbbbb schrieb am 19. März 2015 um 21:03:13 Uhr:
@Rael: Danke, sehr interessant! Ich wälze gerade alte MTZ - Bücher. Du weißt nicht zufällig, in welcher Ausgabe der M52 vorgestellt wurde? 1994 würde ich mal annehmen, oder?
Ausgabe 6/1995, ab S. 326
Ähnliche Themen
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 20. März 2015 um 09:58:16 Uhr:
Ein 3 l R6-Saugmotor braucht auch nicht mehr Sprit als ein aufgeladener 4-Zylinder.
Bei Vollast und gleicher Leistung würde der 6er sogar weniger brauchen.
Bei Teillast allerdings nicht.
Gruß Metalhead
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 20. März 2015 um 10:54:38 Uhr:
Bei Vollast und gleicher Leistung würde der 6er sogar weniger brauchen.Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 20. März 2015 um 09:58:16 Uhr:
Ein 3 l R6-Saugmotor braucht auch nicht mehr Sprit als ein aufgeladener 4-Zylinder.
Bei Teillast allerdings nicht.Gruß Metalhead
Hähh????
Die Angabe für 2.000 U/min und 2 bar:
MB M276: 290 g/kWh
BMW N53: 295 g/kWh
AMG M159: 358 g/kWh
Erster Twincharger (1,4 Liter, 125 kW, Golf 5, 2006): ca. 400 g/kWh
1.8 TFSI 3. Generation (125 kW, Audi A5, 2011): ca. 350 g/kWh
Moin
Dabei bitte nicht vergessen, ein Turbo ist in Teillast nicht besser als ein Sauger. Nur das der Turbo eben deutlich länger in einem höheren Lastbereich haltbar ist als ein Sauger. Der Turbo hat ohne Ladedruck weniger Leistung als der gleich Starke Sauger bei gleicher Drehzahl. Dadurch fällt der Sauger schon in die Teillast, wo der Turbo noch in der "Vollast" läuft, nur eben den Ladedruck senkt.
Moin
Björn
Anbei die Kennfelder der Toyota Atkinson-Sauger
1.5L 1NZ-FXE
1.8L 2ZR-FXE
Von Honda habe ich auf die schnelle leider nichts gefunden. Interessant wäre hier ein BSFC Diagramm zum 1.8L R18
Für den R18 finde ich auch nichts, aber hier noch etwas für ältere 1L 3-Zylinder:
😉
EDIT: Hab noch eins für den R18A gefunden, aber ka was das aussagen soll. Bei welcher Last soll diese Kurve ganz unten gelten? Doch nicht bei vollgas?
Zitat:
@kev300 schrieb am 23. März 2015 um 08:56:05 Uhr:
Für den R18 finde ich auch nichts, aber hier noch etwas für ältere 1L 3-Zylinder:
😉EDIT: Hab noch eins für den R18A gefunden, aber ka was das aussagen soll. Bei welcher Last soll diese Kurve ganz unten gelten? Doch nicht bei vollgas?
Könnte evtl. doch sein. Die Einheit der Achse ist ja g/PSh und nicht g/kWh. Du musst die Zahlenwerte also noch mit 1,36 multiplizieren 😉
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 23. März 2015 um 12:41:38 Uhr:
Könnte evtl. doch sein. Die Einheit der Achse ist ja g/PSh und nicht g/kWh. Du musst die Zahlenwerte also noch mit 1,36 multiplizieren 😉Zitat:
@kev300 schrieb am 23. März 2015 um 08:56:05 Uhr:
... EDIT: Hab noch eins für den R18A gefunden, aber ka was das aussagen soll. Bei welcher Last soll diese Kurve ganz unten gelten? Doch nicht bei vollgas?
Hi!
WOT BFSC Chart = Werte für Volllast
Verbrauchskennfeld = Werte für Teil- und Volllast
Beispiel: Honda "2.2L DOHC vtec engine" (S-Type) - grober Vergleich der Daten zur Abschätzung:
Test 1 - Bestpunkt im Verbrauchskennfeld: 242 g/kwh bei 3.000 U/min -> 242 / 1,36 = 178 g/PSh
WOT BFSC Chart bei 3.000 U/min: ca. 200 g/PSh = ca. 272 g/kwh
=> dies ist nicht der Bestpunkt, entspricht aber ungefähr dem spez. Verbrauch bei Volllast im Verbrauchskennfeld
Test 2 - bei 6.000 U/min: WOT BSFC Chart: ca. 200 g/PSh = ca. 272 g/kwH = spez. Verbrauch bei Volllast im Verbrauchskennfeld
Quelle: ecomodder - The BSFC chart thread (post 'em if you got 'em) Post 233 auf Seite 24
Was in dem Post zu dem Verbrauchskennfeld bzw. i-VTEC geschrieben wurde, ist auch interessant.
Zitat: "Unlike i-VTEC engines, VTEC engines are easier to understand because high lift cams are engaged at a specific rpm (In this case it's 5800 rpm). On an i-VTEC engine it can happen anywhere above 1000rpm. Note the effect VTEC has on BSFC in the chart above. So we must avoid high speed valve lift in order to save fuel. This means that with our typical 1.8L i-VTEC honda engines we should get into 4th gear as soon as possible with moderate loads. The theory of high loads low RPM does not apply to i-VTEC or any other variable valve lift system as it might engage the high lift valve mechanism. I have noticed that some people here pursue lugging methods to achieve good MPGs. On older engines this might be fine aside from the damage it does to their engines, but on a modern variable valve lift equipped powertrain it is counter productive. it's really easy to engage high lift cams below 2000rpm as honda engines have serious lack of torque below that speed."
VG myinfo
Update!
... Noch interessanter finde ich die Angabe für 2.000 U/min und 2 bar:
MB M276: 290 g/kWh
BMW N53: 295 g/kWh
AMG M159: 358 g/kWh
Erster Twincharger (1,4 Liter, 125 kW, Golf 5, 2006): ca. 400 g/kWh
1.8 TFSI 3. Generation (125 kW, Audi A5, 2011): ca. 350 g/kWh
Honda 2.2L DOHC VTEC: 375 g/kWh
VG myinfo
Hat jemand das Verbrauchskennfeld des 3.0l Audi ASN Motors? Dass dies eine Saufziege ist weiss ich.
Was kann man sich unter 2 Bar Mitteldruck vorstellen? Entspricht das bei einem maximalen Mitteldruck von 20 bar etwa 10% Last oder denke ich grad falsch?
Zitat:
@RedRunner10 schrieb am 23. März 2015 um 16:16:02 Uhr:
Was kann man sich unter 2 Bar Mitteldruck vorstellen?
Hi,
bei deinem 1.8 Liter Polo GTI sind das etwa 6 kW = grobe Berechnung aus 1800 ccm, 2.000 U/min, 2 bar
Vorgabe: 2 bar und 2.000 U/min:
Mein 1.4 Twin kommt auf etwa 4,67 kW => 4. Gang, etwa 47 km/h bei 400 g/kWh
Der BMW N53 kommt auf etwa 10 kW => 6. Gang, etwa 89 km/h bei 295 g/kWh
Zitat:
@RedRunner10 schrieb am 23. März 2015 um 16:16:02 Uhr:
Entspricht das bei einem maximalen Mitteldruck von 20 bar etwa 10% Last ...
Ja.
Offenbar haben die Entwickler hier einen Referenzpunkt definiert, der die Effizienz bei tiefer Drehzahl und geringer Last beschreibt.
VG myinfo