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neue 4-Zylinder CR-Motoren

Themenstarteram 2. Juli 2007 um 17:42

Geschätzte Gemeinde!

Nun soll ja bald der "neue" 4er CR-Tdi kommen. Wird bloß auf die alte PD-Konstruktion ein neuer Zylinderkopf draufgesetzt oder ist das wirklich eine Neukonstruktion? Vor allem aber, bleibt uns der extrem langhubige Charakter (Bohrung/Hub = 81/95,5) erhalten oder nützt der Konzern die Chance, einen wirklich leisen Motor zu bringen.

Ich würde mir einen wirklich laufruhigen und drehfreudigen Motor wünschen, habe aber so meine Zweifel, ob man bei VAG erkannt hat, wie sehr die Kunden heutzutage auf die Akustik achten. Ich hätte mir persönlich nie einen Pumpedüse-Motor gekauft.

Oder liege ich etwa falsch und kann man auch mit der obigen Version einen ordentlichen Motor hinkriegen?

Wie sind eure Meinungen?

Gruß

lupo4rin

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182 Antworten

@Zephyroth

Der Langhuber hat thermodynamische Vorteile, kann ein extremeres Verhältnis zwischen Zündvolumen und max. Expansionsvolumen erreichen.

Hat nichts mit der Kraft am Kolben und dem Hebel des Pleuls zu tun.

Gruss

am 5. Juli 2007 um 12:12

Man sollte sich etwas damit auskennen um die Formel in Frage zu stellen, sie ist nämlich korrekt!

Es geht hierbei nicht um die Kraft, sondern um die Umsetzng der chemischen Energie des Gas-Luft-Gemisches in mech. Arbeit. Wenn sich dabei das P-V Diagramm ansiehst (..soltest du mal tuen) dann wird auch für den Laien sichtbar des die Fläche (Arbeit) unter der kurve ansteigt, je länger der hub s wird. Der Wirkungsgrad des Aggregates wird somit besser, da Druckverhältnisse optimal genutzt werden.

Die Oberfläche im Zylinder (Kolben, Zylinderwand) verhält sich nicht liniear bei konstantem Zylindervolumen und verschiedenen Hub*Bohrungsverhältnissen. Je geringer der Hub zur Bohrung, desto grösser ist die Fläche unter V=konstant.

am 5. Juli 2007 um 12:37

Die Formel habe ich auch nicht in Frage gestellt, die ist zweifellos korrekt. Auch deine Aussage bezüglich der ungünstigen Oberflächenverhältnisse bei einem Kurzhuber ist richtig. Nur die Schußfolgerung daraus ist nicht komplett zu Ende gedacht.

Wi = Fi x s

In der Formel sieht man, das die Arbeit proportional dem Weg ist. Richtig so weit. Verkürze ich den Hub, dann bekomme ich auch weniger Arbeit heraus. Auch richtig.

Jetzt kommt's aber, verkürze ich nur den Hub, dann verkleinere ich auch den Hubraum, was aber unzulässig ist, es geht ja nur um Langhuber vs. Kurzhuber bei gleichem Volumen. Um das Volumen konstant zu halten muß ich die Kolbenfläche um diesen Faktor vergrößern. Dies führt aber bei gleichem Mittendruck zu einer proportionalen Erhöhung der Kraft. Du siehst bei kontantem Volumen und verkleinertem Hub, erhöht sich ganz von selbst die Kraft auf den Kolben, was in der gleichen Arbeit resultiert, vorrausgesetzt man läßt Verlußte außen vor, da hat der Langhuber einen Vorteil.

Richtig ist, was martins42 sagt, durch den Langhuber lassen sich extremere Verhältnisse zwischen Zündvolumen und Expansionsvolumen erzielen und dies ist letztendlich für die Effizienz eines Motors ausschlaggebend. Daher rührt die höhere Effizienz des Langhubers. Oder eben kurz gesagt: Es hat nix mit Kraft am Kolben oder Hebel des Pleuels zu tun.... (wie martins42 so treffend sagte)

Grüße,

Zeph

am 5. Juli 2007 um 13:11

Wie du im P-V Diagramm erkennen kannst, spielt der Druck eine Rolle (Mitteldruck gestezt gleich) in abhänigkeit vom Volumen. (Hub)

Die Kolbenfläche kommt darin gar nicht vor, es geht nur um den Wirkungsgrad der Umsetzung, und je länger der Hub desto effektiver die Nutzung der Energie.

Man kann doch die Physik nicht ignorienen...oder :-)?

am 5. Juli 2007 um 13:45

Ich ignoriere die Physik nicht, ich stehe offenbar auf der Leitung.

Was macht es für einen Unterschied für einen Kreisprozeß mit welchen Abmaßen ich die Volumsänderung zusammenbringe?

2 Liter bleiben 2 Liter, egal ob Kurzhuber oder Langhuber. Im p-V-Diagramm ist ja nur das Volumen aufgetragen nicht aber der Hub des Motors. Ich sehe nur eine Volumsänderung (das dies durch den Hub hervorgerufen wird ist mir klar). Aber wo du nun siehst, das langer Hub besser ist verstehe ich nicht, außer der Tatsache das die Druckerhöhung bei Zündung durch die kleinere Brennraumoberfläche etwas höher ausfällt beim Langhuber, was letztendlich etwas mehr Leistung ist....

Grüße,

Zeph

@lupo4ringe:

Letztendlich ist es eher nicht die Unfähigkeit, einen "ruhigen" Diesel zu bauen, sondern eher eine Frage der gesetzten Prioritäten, warum VW (nur) in diesem Punkt (noch) nicht mit der Konkurrenz mithalten kann.

Natürlich ist VW jetzt auch an einer technischen Grenze angekommen, an der man mit den PD-Motoren den Verbrennungsaublauf in Hinsicht auf eine möglichst geringe Geräusch- und Schadstoffemission nicht mehr so genau steuern kann, wie das bei CR-Motoren der Fall ist.

Trotzdem erkennt man z. B. auch beim Vergleich von CR-Motoren aus den Häusern BMW und Mercedes, dass hier eindeutig unterschiedliche Entwicklungsprioritäten verfolgt wurden: BMW stellt die sportliche Leistungsentfaltung in den Vordergrund, Mercedes eher den Komfort.

Jedenfalls darf man auf die CR-Diesel von VW, dem Hersteller, der als erstes kleine, schnellaufende Dieselmotoren produzierte und über Jahre hinweg als einziger die Direkteinspritzung anbot, neugierig sein. Da liegt schon genügend Dieselmotor-Erfahrung vor, um einiges von den neuen Motoren erwarten zu können!

Zum "alten" Motoblock: Der wird auch bei anderen Herstellern von Fahzeuggeneration zu Fahrzeuggeneration mit durchgeschleppt. Warum auch nicht? Man kann ja schließlich den ganzen "Rest" darum herum verändern und erhält dadurch einen komplett anderen Motor.

Die ersten beiden Versionen der neuen 4-Zylinder-Diesel mit 2 l Hubraum und 103 bzw. 125 kW kommen im Tiguan auf den Markt, der im September auf der IAA stehen wird (siehe hier). Wann der in Serie geht und wann die Motoren in andere Baureihen einfließen, weiß ich allerdings nicht.

Schönen Gruß

am 5. Juli 2007 um 14:06

Zitat:

Original geschrieben von unbrakeable

Zum "alten" Motoblock: Der wird auch bei anderen Herstellern von Fahzeuggeneration zu Fahrzeuggeneration mit durchgeschleppt. Warum auch nicht? Man kann ja schließlich den ganzen "Rest" darum herum verändern und erhält dadurch einen komplett anderen Motor.

Ja, richtig, der Block ist das Letzte was angegriffen wird. Er führt nur die Kolben und lagert die Kurbelwelle. Für Verbrennung und Leistung ist in erster Linie Turbo, Einspritzung und Zylinderkopf verantwortlich. Will man aber sowas wie "Offset-Zylinder" oder Ausgleichswellen haben, braucht man einen komplett neuen Block.

Und gerade was Fertigungsstraßenflexibilität angeht ist VAG ganz hinten. Sie sind die einzigen die 90°-V6-Motoren bauen (obwohl dies von der Laufruhe er ungünstig ist), weil diese auf der V8-Straße gefertigt werden können. Selbst Mercedes ist da experimentierfreudiger was Bankwinkel angeht.

Und bei VAG wird sogar der neue Block so gefertigt das er immer noch mit der mittlerweile 15 Jahre alten Fertigungsstraße gebaut werden kann. Zumindest mutet das Ganze so an.

Grüße,

Zeph

Irgendwo stand sogar mal das der neue 2l Motor im Kern immer noch der alte 1,9L ist.Nur mit nochmals ein paar cm³ mehr und einer neuen Bezeichnung.Das kernproblem bei diesem Motor könnte sein das er seinerzeit einen Benziner als Basis hatte.bei den meisten Konkurrenten basieren die Motorblöcke zwar auch auf alten Konstruktionen aber mit dem Unterschied das die von vorneherein als Diesel entwickelt wurden und deswegen auf dessen spezifischen Probleme besser eingegangen werden konnte.Im Block konnten somit von vorneherein konstruktiv gegen dieseltypische Störgeräusche und Vibrationen vorgegangen werden.

Dazu kommt das VW immer die Laufruhe hinter den Verbrauch gestellt hat während andere Hersteller lieber auf ein zehntel Liter weniger Verbrauch pfiffen und der Laufruhe den Vorzug gaben.Sind dann eben Firmenphilosophien.Das Problem für VW begann als andere Einspritzsysteme auf die gleichen Einspritzdrücke kamen und der Leistungs-und Verbrauchsvorteil zu schwinden begann.

Aber alles in allem ist es unverständlich das VW nicht wagt einen Schlußstrich unter die alten Motoren zu ziehen und schon längst einen komplett neuen Motor entwickelten.Die nötigen Stückzahlen hätten sie ja im Konzern.Das hätte spätestens passieren sollen als bekannt wurde das sich mit PSA und Ford zwei große Dieselmotorenbauer zusammentun,deren Stückzahlen muß man erst mal erreichen,aber so hat es sich rentiert neue Motoren zu entwickeln die immerhin so gut sind das sie BMW für den Mini einkauft.

Aber mit Fehlentscheidungen hat VW ja genügend Erfahrungen,siehe Sharan.Bei dem haben sie auch nur das Glück das er sich wegen dem VW-Typenschild noch passabel verkauft.Rational gesehen gibts ja keinen Grund ein Auto zu kaufen das konstruktiv mehr als 10 Jahre alt ist und dabei teurer ist als die moderne Konkurrenz.;) Vermutlich hatten bei VW die für die Modellpolitik zuständigen was besseres zu tun.

am 5. Juli 2007 um 15:02

@ Zephyroth

 

Also, da der Druck über dem Volumen aufgetragen wird, und das Bohrungsmaß sich während eines Zyklus nicht ändert, kann man auch das V mit dem Hub gleichsetzen. Der die erzeugte Arbeite ist wie schon ca. 5x genannt die Fläche unter der oberen kurve im PV-Dia zwischen OT und UT. Je weiter OT und UT aus einander sind, desto größer das Integral der Kurve. Bei Kurzhuber werfe ich quasi "rechts unten" im Diagramm Engerie weg.

Dazu sind bei Kurzhuber die Wärmeverluste auf Grund der Zylindergeometrie geringer, und der Verbrennungsdruck ist höher, da das gezündete Gemisch auf eine kleineres Fläche wirk. ( P=F/A)

Wenn ich also, zwischen KH und LH den gleichen Mitteldruck will, muss ich "mehr" Gas-Luft-Gemisch reinpumpen.

am 5. Juli 2007 um 15:27

Also, ein Kurzhuber ist ein Motor bei dem der Hub kürzer ist als dessen Bohrung. Beim Langhuber ist der Hub länger als die Bohrung.

Ich verstehe was du meinst, wenn ich den Hub auf dem p-V-Diagramm verkürze, dann werfe ich rechts unten etwas weg. Durch diese Verkürzung des Hubs verkleinere ich erstens das Volumen (die Bohrung hat sich ja nicht geändert) und zweitens verringere ich die Verdichtung des Motors (komprimiertes Volumen ist konstant geblieben, Expansionsvolumen ist jetzt kleiner).

Daher muß ich um einen fairen Vergleich machen zu können das Volumen konstant halten. Dies bekomme ich durch eine größere Bohrung. Im selben Maßstab in dem ich die Kolbenfläche vergrößert habe, verkleinere ich nun den Hub --> Das Volumen bleibt konstant. Nun wird nichts mehr im p-V-Diagramm weggeworfen.

Daher ist deine Aussage, das die Effizienz umso größer ist je weiter OT und UT auseinander sind, falsch. Ich kann einen Motor mit Verdichtung 10:1 bauen und einen mit 2:1. Bei beiden ist OT und UT gleich weit entfernt und dennoch wird der 2:1 eine lausige Performance haben.

Dies ist im p-V-Diagramm auch leicht erklärt, das kleinere Volumen verschiebt sich dabei nach rechts --> Die Fläche wird kleiner.

Richtig heißt es, die Effizienz ist umso höher je weiter Kompressionsvolumen und Expansionsvolumen auseinanderliegen. Was uns dann direkt zur Kompression führt. Je höher diese ist desto besser die Leistungsausbeute.

Grüße,

Zeph

am 5. Juli 2007 um 17:18

ok, nochmal:

nehmen wir ein zylindervolumen von 8,6 (B)mmx8,6(H)mm = 499cmm.

Verdichtung: 10:1

Im P-V Diagramm bedindet sich der Druckauftrag über dem Volumen, oder besser über dem Weg von OT zu UT (8,6cm).

Bei der Intergalbildung unter Kurve ergibt sich die mech. Arbeit, und damit die Umsetzung der energie bei Drehzahl n.

jetzt verschiebe ich das Verhältnis von B zu H auf 8,4cm (B) und 9,0 (H) = 499ccm

Verdichtung: 10:1

Bei einem Liefergrad von 0,7 (Bsp., Saugmotor, Drehzahl = n) befinden sich ca. 350ccm Gas-Luft gemisch, welche gezündet werden.

Das sieht dann so aus:

Der Zyklus "zieht"sich damit weiter nach rechts, und läuft im idealfall über UT die Basisdruckverhältnisse.

am 5. Juli 2007 um 17:42

also ich würde schon mal gar nicht sagen, dass pumpe-düse commonrail nachhängt. die pumpe-düse haben meiner meinung nach noch diesen tollen bums die die common-rail irgendwie nicht so haben.

bei den pumpe-düse motoren bekommt man noch so einen kleinen schlag in den rücken beim beschleunigen während es bei den commonrails etwas sanfter zugeht.

ich persönlich halte sehr viel von der pumpe-düse technologie.

dennoch spricht natürlich vieles für commonrail und mit den richtigen komponenten lässt sich auch common-rail sehr fein abstimmen ;).

pumpe-düse motoren sind sicherlich teurer als vergleichbare common-rails motoren aufgrund mehrer komponenten (pumpe-düse elemente z.B.)

ebenso ist einfach der nachteil vorhanden, dass pumpe-düse motoren nur bis EURO4 abgasnorm gehen. bessere werte lassen sich hiermit leider nicht erzielen.

ein 16V-TDI gefällt mir dennoch sehr gut :) - auch wenn der DPF etwas leistung nimmt ;)

hatte einmal das vergnügen den 2.0 TDI 103kW DPF im aktuelle passat (limo). zu fahren und das war wirklich ein leckerbissen :)

 

allgemein sind auch die 1.9er TDI´s echt die krönung. nicht zu vergleichen mit den alten TDIs mit 90 oder 110PS - absolut KEIN vergleich!

 

commonrail wird sich dennoch überall durchsetzen.

bei Audi ist es das 4.2 V8 TDI aggregat der in allen punkten überzeugt. auch BMW setzt dieses system ausschließlich ein und es überzeugt. absoluter leckerbissen: BMW 535d (E60) ;)

ich denke mal VW wird daraus auch bei den 4-zylinder was richtig gutes daraus machen. bin mal echt gespannt.

 

lg,

jan

am 5. Juli 2007 um 19:06

Zitat:

Original geschrieben von Atomicfan2003

ok, nochmal:

nehmen wir ein zylindervolumen von 8,6 (B)mmx8,6(H)mm = 499cmm.

Verdichtung: 10:1

jetzt verschiebe ich das Verhältnis von B zu H auf 8,4cm (B) und 9,0 (H) = 499ccm

Verdichtung: 10:1

Ok, nur damit ich es verstanden habe, das p-V-Diagramm hat auf der einen Achse den Druck, auf der anderen Achse ist das Volumen (und nicht der Hub) aufgetragen.

Das Volumen ist bei beiden Motoren gleich groß. Die Verdichtung auch. Sprich Verdichtungsvolumen (50ccm) und Expansionsvolumen (500ccm). Damit ergibt sich auf dem Diagramm für beide Motoren der selbe Startpunkt links und der selbe Endpunkt rechts. Beide Volumina sind gleich. Liege ich da richtig?

Dann erklär mir wie man es einem Kleinkind erklärt, warum sollte sich das Diagramm weiter nach rechts verschieben wenn beide Volumina gleich (50ccm links und 500ccm rechts) sind?

Nichteinmal die Drücke ändern sich, beide Motoren habe 10bar am Anfang, zünden 350ccm und haben durch dasselbe Volumen ungefähr den selben Druckanstieg.

Grüße,

Zeph

Zitat:

ebenso ist einfach der nachteil vorhanden, dass pumpe-düse motoren nur bis EURO4 abgasnorm gehen. bessere werte lassen sich hiermit leider nicht erzielen.

Der Nachteil ist nicht vorhanden. Nichtmal mit Common-Rail lässt sich EU5 ohne weitere Maßnahmen erreichen.

In Beiden Fällen muß ein DPF und ein deNOx-System hinzugefügt werden.

Zitat:

ich persönlich halte sehr viel von der pumpe-düse technologie. dennoch spricht natürlich vieles für commonrail und mit den richtigen komponenten lässt sich auch common-rail sehr fein abstimmen

Eigentlich spricht für CR nur die Möglichkeit der sehr feinen Abstimmung und die damit verbundene exzellente Laufruhe. Der Energieaufwand für CR-Antrieb ist höher als beim PD, weil der hohe Druck konstant gehalten und nicht erst beim Einspritzen erzeugt wird.

Zitat:

commonrail wird sich dennoch überall durchsetzen.

Vielleicht im PKW-Bereich. Bei den großen LKW-Maschinen ist immer noch Pumpe-Düse das non-plus-ultra.

am 5. Juli 2007 um 21:07

Zitat:

Original geschrieben von CZHans

Der Nachteil ist nicht vorhanden. Nichtmal mit Common-Rail lässt sich EU5 ohne weitere Maßnahmen erreichen.

In Beiden Fällen muß ein DPF und ein deNOx-System hinzugefügt werden.

Leider läßt sich mit PD keine Nacheinspritzung realisieren, die für eine einwandfreie Funktion des DPF notwendig. Euro 4 erreicht PD ohne DPF, so wie einige CR-Dieseln. Der DPF ist bei Euro 4 eher eine politische Entscheidung denn eine technische....

Für EU5 ist ein DPF dann unabdingbar und spätestens da hat PD ohne Nacheinspritzung Probleme.

Die LKW können eventuell noch ohne das auskommen, da sie mit Harnstoffkat arbeiten und so die Motoren von den Partikelemissionen optimiert werden können, so das kein DPF notwendig ist....

Grüße,

Zeph

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