Nach Abgas-Skandal: Warum kein Zündstrahl-Motor als Erdgas-Otto-Diesel-Hybrid?
Durch seine hohe Oktanzahl von 115 kann Erdgas in einem Dieselmotorblock trotz der hohen geometrischen Verdichtung im homogenen Ottobetrieb laufen wobei eine winzige Pilotmenge Dieselkraftstoff die Rolle der Zündkerze übernimmt. Ein einfacher 3-Wege-Kat sorgt für Euro 6.
Ab 60km/h geht man in den Dieselbetrieb über, wo dann auch der Turbolader aktiv wird. In einem Übergangsbereich kann mit magerem homogenen Erdgasgemisch + fetterem Dieseltrahl gearbeitet werden. Es ist nur ein Partikelfilter nötig damit der Diesel zwischen 60-120km/h Euro5-typisch läuft. Adblue entfällt weil man vom Euro6-Betrieb unter 60km/h genügend Guthaben nach oben mitnimmt.
Profitieren würde diese Hybridtechnik vom positiven Image des Erdgas. Bei der Verteilung der Tankgrößen kann man einen Kompromiss finden zwischen 200km Erdgas-Reichweite (Stadt) und 500km Diesel-Reichweite. (Überland, BAB). Hier wird die Verknüpfung der Vorteile beider Konzepte deutlich.
Um die lokale Emission innerstädtisch wirklich auf Euro6+-Niveau zu halten sind zwangsläufig beide Kraftstoffe in den Tanks zu halten. Ist das Erdgas alle, gibts bestenfalls ein Notlaufprogramm mit Diesel innerstädtisch. Und ohne Diesel hat der Motor keine Zündung.
Glühkerzen zum Kaltstart müssen ggf entfallen weil sie eine Frühzündung des Erdgas-Luft-Gemisches auslösen können, (und Nur-Diesel-Betrieb ist ja innerstädtisch bei diesem Konzept verboten) daher muß mit einer Flammstartanlage oder einer Heißlufterzeugung (elektrisch oder Brenner) gearbeitet werden, Start dafür aber auch sehr sauber.
Idee schon verfolgt? Mögliche Probleme?
Beste Antwort im Thema
Durch seine hohe Oktanzahl von 115 kann Erdgas in einem Dieselmotorblock trotz der hohen geometrischen Verdichtung im homogenen Ottobetrieb laufen wobei eine winzige Pilotmenge Dieselkraftstoff die Rolle der Zündkerze übernimmt. Ein einfacher 3-Wege-Kat sorgt für Euro 6.
Ab 60km/h geht man in den Dieselbetrieb über, wo dann auch der Turbolader aktiv wird. In einem Übergangsbereich kann mit magerem homogenen Erdgasgemisch + fetterem Dieseltrahl gearbeitet werden. Es ist nur ein Partikelfilter nötig damit der Diesel zwischen 60-120km/h Euro5-typisch läuft. Adblue entfällt weil man vom Euro6-Betrieb unter 60km/h genügend Guthaben nach oben mitnimmt.
Profitieren würde diese Hybridtechnik vom positiven Image des Erdgas. Bei der Verteilung der Tankgrößen kann man einen Kompromiss finden zwischen 200km Erdgas-Reichweite (Stadt) und 500km Diesel-Reichweite. (Überland, BAB). Hier wird die Verknüpfung der Vorteile beider Konzepte deutlich.
Um die lokale Emission innerstädtisch wirklich auf Euro6+-Niveau zu halten sind zwangsläufig beide Kraftstoffe in den Tanks zu halten. Ist das Erdgas alle, gibts bestenfalls ein Notlaufprogramm mit Diesel innerstädtisch. Und ohne Diesel hat der Motor keine Zündung.
Glühkerzen zum Kaltstart müssen ggf entfallen weil sie eine Frühzündung des Erdgas-Luft-Gemisches auslösen können, (und Nur-Diesel-Betrieb ist ja innerstädtisch bei diesem Konzept verboten) daher muß mit einer Flammstartanlage oder einer Heißlufterzeugung (elektrisch oder Brenner) gearbeitet werden, Start dafür aber auch sehr sauber.
Idee schon verfolgt? Mögliche Probleme?
18 Antworten
Zitat:
@GaryK schrieb am 3. Oktober 2015 um 20:08:38 Uhr:
Ein "moderner" Turbo hat keine nennenswerte Ventilüberschneidung, somit keine Spülverluste wo ein DI Vorteile hat. Dem Turbo ists egal ob ins Saugrohr oder direkt in den Brennraum gespritzt wird - hauptsache homogenes Gemisch.Etwas Benzin kannste nehmen um Blow-By Dämpfe von den Einlassventilen zu waschen. Guck dir an wie vergammelt manche DIs aussehen - Google nach BEDI Reinigung. Mein Kamin ist sauberer als der dort gezeigte 4.2V8 FSI.
... brrrrrr.
Woher kommt die Erkenntnis, dass "moderne" Turbos angeblich keine "nennenswerte Ventilüberschneidung" mehr haben?
Vollkommener Bullshit. Solange der Motor im reinen Saugbetrieb arbeitet (Turboloch) oder im unteren Teillast Bereich ist schon Ventilüberschneidung notwendig. Und darüber hinaus öffnen Ventile immer noch "analog" und nicht digital. Allein durch die Nockenform kommt es zwangsläufig zu einer Ventilüberschneidung.
Wenn Ventilüberschneidung so überflüssig ist, frage ich mich warum der EA211 von VW eine stufenlos verstellbare Einlassnockenwelle hat.
Benzin wird nicht nur verwendet, um Blow-By Dämpfe "weg zu waschen". Ein erheblicher Nachteil von Gasmotoren (egal ob LPG oder CNG) ist die fehlende Innenkühlung. Das ist ja auch der Hauptgrund, warum "nicht-gasfeste-Motoren" oft den Ventil-Tod sterben, oder im Volllastbetrieb zusätzlich Benzin eingespritzt wird, oder die Ventile (meist AV) mit Natrium gefüllt sind.
der "Stevie"
"Woher kommt die Erkenntnis, dass "moderne" Turbos angeblich keine "nennenswerte Ventilüberschneidung" mehr haben?"
Aus der Fachliteratur? Aus der simplen Erkenntnis, dass du Spülverluste vermeiden willst? Wenns um Spitzenleistung (Tuning/Renne) geht bist du außerhalb der STVZO mit den Euro-Normen, andere Baustelle. Und da Euro Normen NOx begrenzen ist eine Verstellbare Einlassnocke auch beim Turbo sinnig. Vollverstellbare Einlass- und Auslassnockenwellen bieten Vorteile bei der Realisierung interner AGR. Zudem erlaubt ein vorzeitig geschlossenes Einlassventil die Verringerung der irreversiblen Volumenarbeit beim Saugtrakt. Siehe BMW "Valvetronic" als bekanntes Beispiel. Das Timing ist halt anders als beim Sauger.
Deine Aussage zur "fehlenden Innenkühlung" ist schlichtweg falsch. Egal welchen Brennstoff du nimmst, das Verhältnis aus Verbrennungswärme zu Verdampfungswärme liegt typisch bei 130 zu 1. Die Verdampfung trägt fast nicht zur Kühlung bei. Es sei denn du nimmst Wasser oder Alkohole, ab da wirds langsam interessanter (weniger / keine Verbrennungswärme und viel mehr Verdampfungswärme).
.... Chapeau!
Wir können auf Augenhöhe diskutieren ;-)
Allerdings bist Du auf ein paar Argument meinerseits nicht eingegangen.
Wie sieht's beim Anfahren und im niedrigen Teillastbereich aus? Wenn der Turbo noch nicht optimal arbeitet. Genau wie ein Motor, hat auch ein Verdichter ein Wirkungsgrad-Kennfeld.
Ich stimme mit Dir aber in vielen Punkten überein. Der Miller-Prozess funzt bei Turbos, wie auch bei Saugern. Wenn der Turbo die eierlegende Wollmilchsau wäre, könnte man beim Turbo auf Miller verzichten. Macht man aber nicht.
Auch bei der Innenkühlung gehe ich nicht mit Deiner Meinung mit. Warum gibt es LPG Systeme, die unter Volllast Benzin einspritzen? Weil's geil ist? Oder als Hosenträger zum Gürtel.
Aber evtl. sollten wir im anderen Thread weiterdiskutieren, hier wird's ot.
der "Stevie"
Kurzfassung des Temperaturthemas: Siehe Signatur.
Turbos sind 15 Jahre ohne Überschneidung ausgekommen weil schlicht keine verstellbaren Nocken. Erst in den letzten wenigen Jahren kamen die variablen Nockenwellen wieder hoch, vmtl Euro-6 und interner AGR geschuldet. Kann und wird gut sein, dass die verstellbare Nocke (bereits bei den Saugern mechanisch entwickelt) mit AGR und NOx Minderung billiger ist als ein Kat, der Massen an NOx verwursten kann. Zudem machste die Partikel der DI mit Saugrohreinspritzung im unteren Drehzahlbereich platt - vorgelagerte Einspritzung. Zielkonflikt mit "Durchspülung" wegen ansprechverhalten Lader wie bei z.B. den Fiat Multi-Airs.
Die Gas-DIs müssen benzin zugeben, weil die Injektionsdüsen durch den fließenden Kraftstoff gekühlt und gespült werden und sonst schlicht innendrin verkoken. Gas ist zudem additivfrei, manche Ventilsitze mögen sowas nicht. Und mit den verbreiteten Tassenstößeln (kein automatischer Spielausgleich) sind die gegen Valve Seat recession extrem empfindlich.
Wenn ich mir die Verbrauchskennfelder der aktuellen Ottos ansehe, dann entfällt "langsam" die Begründung für den Erdgas/Zündstrahl Diesel. Sowohl wegen NOx als auch wegen "warum den Aufwand"? Drehmomente kann jeder E-Motor nahezu drehzahlunabhängig bereitstellen (scheiß auf variable Nocken, Turbo und Schaltsaugrohr - kostet nur geld) und der Benziner macht einen auf "nahezu Stationärmotor". Was ohne das vorgenannte Geraffel exzellent geht. Interne AGR, Miller-Cycle, dazu einen optimierten Kat (Abgasmasse ist gut bekannt und wenige Transienten) .. da wirds "richtig" sauber.