OM 651 Konzept/Idee
Hallo,
es ist ja mittlerweile üblich dass man Motoren die in vielen Bereichen gleich sind mit unterschiedlicher Leistung anbietet. So gibts auch den OM 651 in drei Leistungsklassen:
200 CDI: 100 kW/136 PS bei 3000–4600 U/min und 330 Nm bei 1600–2800 U/min
220 CDI: 125 kW/170 PS bei 3200–4800 U/min und 400 Nm bei 1400–2800 U/min
250 CDI: 150 kW/204 PS bei 4200 U/min und 500 Nm bei 1600–1800 U/min
Der Hubraum von 2143 cm³ und die Verdichtung von 16,2 ist dabei laut Mercedes bei allen drei Motoren gleich. Auch wenn sie unterschiedliche Turbolader haben kann ich doch davon ausgehen dass die meisten Teile wie Kolben, Welle, Zylinderkopf etc identisch sind? Falls ja stellen sich mir zwei Fragen:
1) In der Vergangenheit war es immer so, dass die Leistungsstärkeren Versionen die aus dem selben Hubraum mehr Leistung holen meist auch 0,5-1 Liter mehr verbrauchten. Liegt das an der Fahrweise oder wird der Motor irgendwo ineffizienter wenn man aus dem selben Hubraum mehr Leistung rausholt? Ich kenne mich nicht so genau aus, aber ich könnte mir vorstellen, dass ein anderer Ladedruck usw auch die Effizienz ändert. Die Reibung und Wärmeabfuhr sollte sich ja eigentlich nicht ändern.
Bisher war es immer so, dass sich der Kunde für einen der Drei Motoren entscheiden musste aber wäre es nicht möglich den Kunden in der Fahrzeugelektronik wählen zu lassen wenn sowieso fast alle Bauteile gleich sind? Wäre es möglich, dass ich einen Schalter im Cockpit habe mit dem ich Einfluss auf die Motorsteuerung nehmen kann in dem Sinn dass ich einmal in der sparsamen Leistungsarmen Version fahre und nach dem Umschalten die Version mit hoher Leistung fahre? Könnte man die Turbolader und die Einspritzung dahingehend steuern dass ich sozusagen den stärksten Motor kaufe aber auch die sparsameren schwachen Motoren emulieren kann wenn ich grade lieber sprit spare anstatt viel Leistung zu haben? Man könnte dann je nach Laune umschalten, z. B. beim Überholen...
Wird das nicht gemacht weils technisch nicht geht oder hat das einen ökonomischen Haken für die Hersteller?
2) Man kann ja davon ausgehen, dass die Hersteller möglichst viele Teile in allen drei Motoren unverändert verwenden. D. h. aber dass die Teile in den starken Motoren entsprechend höher belastet sind als in den Schwachen Versionen. Lässt sich daraus ableiten, dass die schwachen Motoren langlebiger sind weil ihre Teile theoretisch überdimensioniert sind, mit weniger Drehmoment etc belastet werden?
Grüße
Repiz
Beste Antwort im Thema
Also den OM851 mit 2,2 l als "Großmotor" zu bezeichnen, ist etwas gewagt... Ja, im Prinzip wäre ein 1,2 l mit 120 PS etwas sparsamer als ein 2,2 l mit 120 PS. VW geht nun wieder diesen Weg mit dem 1,6 4-Zyl. und dem daraus abgeleiteten 1,2 l 3-Zylinder. Ein kleiner hochgezüchteter Motor ist jedoch teurer als ein größerer mit moderater Leistung. Es sind viele Faktoren, die den Preisunterschied machen: Aufladung, Einspritzung, max. Zünddruck (Festigkeit der 5C-Teile), Kolben (Kükako), Lager, etc...
Wenn Du wüsstest, was diese Motoren in der Herstellung kosten, dann würdest Du verstehen, daß 150 € für ein besseres Einspritzsystem enorm viel Geld ist. Abhängig vom Hersteller, müssen Erhöhungen der Serienkosten von 1-2 € vom Vorstand genehmigt werden.
Fazit: Ein 2,2 l Motor mit 120 PS wird am Ende billiger sein als ein gleichstarker 1,2er. Der kleinere wird weniger verbrauchen, aber den Sprit zahlt der Kunde, nicht der Hersteller...
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Nichts für ungut, aber die angestellten Vergleiche erinnern mich sehr an einen Vergleich zwischen einem Smart CDI und einem Dodge RAM 3500 mit dem Cummins 6,7 l Diesel. Die Amis haben sich am Schluß vorgerechnet, daß der Dodge ja eigentlich viel weniger als der Smart verbraucht, jedenfalls aufs Gesamtgewicht bezogen. Daß aber vielfach eine Person mit dem Dodge zum Brötchenholen fährt, spielt das keine Rolle - die Brötchen kann man auch mit dem Smart holen...
Ein PKW sollte mit einem PKW verlichen werden, und ein LKW mit seinesgleichen. Sonst könnte ich auch sagen (und das wäre noch gar nicht mal so falsch) daß ich ein Gütertransportmittel mit einem anderen vergleiche - z.B. den LKW mit der Bahn. Dann sieht auch der beste Actros sehr schlecht aus...
Es ist wirklich sehr erfrischend sich mal mit Leuten auszutaschen, die nicht nur von Motoren reden, sondern (wie man selbst) auch an diesen arbeiten.
@ Drdisketti
Ja solche Vergleiche sind beeindruckend aber natürlich hochgradig mit Vorsicht zu genießen 😉.
Beispiel:
Was mit effizientem Motor, niedrigem Luftwiederstand und co alles drin ist ist schon beeindruckend. Z. B. hat mir mal ein Bekannter mit gemessenen Daten aus dem Emsland ausgerechnet dass der Transrapid pro Tonne Gesamtgewicht bei 450 km/h(!) für 100km genau 1 Liter Benzin verbraucht wenn man einen Umwandlungswirkungsgrad für Benzin-->Strom von 30% ansetzt. Da ICE und Transrapid pro Sitz ca. 800 Kilo Fahrzeugmasse bewegen kann man sagen, dass der Transrapid bei 450 km/h pro Person und 100 km 1 Liter Benzin braucht. Da sieht man jetzt gut wie schlecht man unterschiedliche Systeme Vergleichen kann, das sind nämlich Werte die nicht mal ein Auto das mit Carnot-Wirkungsgrad fährt erreichen könnte. Gilt ähnlich auch für ICEs wobei die aerodynamisch deutlich schlechter Abschneiden als der Transrapid.
Hoch interessant sind die Vergleiche wenns um Verkehrspolitik, Klimapolitik usw. geht. Wenn wir das wirklich ernst nehmen würden dürften wir auf Fernstrecken nur noch ICE oder Transrapid fahren, müssten die Autobahnen abschaffen und dürften Individualverkehr nur auf den letzten Kilometern vom Bahnhof zum Ziel nutzen. Der Effizienzgewinn für große lange Fahrzeuge wie Bus, ICE, Transrapid ist vom Auto mit nichts einzuholen. Da wir auf unser Auto aber nicht verzichten können (wollen) sollte man wenigstens da an Effizienz rausholen was geht.
Bezieht man mit ein, dass öffentliche VErkehrsmittel oft halten müssen, seltens voll besetzt fahren und meistens Umwege fahren sieht die Bilanz vom Auto schon besser aus.
Zitat:
Original geschrieben von peters190
Nichts für ungut, aber die angestellten Vergleiche erinnern mich sehr an einen Vergleich zwischen einem Smart CDI und einem Dodge RAM 3500 mit dem Cummins 6,7 l Diesel. Die Amis haben sich am Schluß vorgerechnet, daß der Dodge ja eigentlich viel weniger als der Smart verbraucht, jedenfalls aufs Gesamtgewicht bezogen. Daß aber vielfach eine Person mit dem Dodge zum Brötchenholen fährt, spielt das keine Rolle - die Brötchen kann man auch mit dem Smart holen...Ein PKW sollte mit einem PKW verlichen werden, und ein LKW mit seinesgleichen. Sonst könnte ich auch sagen (und das wäre noch gar nicht mal so falsch) daß ich ein Gütertransportmittel mit einem anderen vergleiche - z.B. den LKW mit der Bahn. Dann sieht auch der beste Actros sehr schlecht aus...
Es ist wirklich sehr erfrischend sich mal mit Leuten auszutaschen, die nicht nur von Motoren reden, sondern (wie man selbst) auch an diesen arbeiten.
Natürlich kann man einen Pkw(Motor) nicht mit dem Lkw vergleichen! Darum ging es mir garnicht. Ich wollte nur, übertrieben, noch einmal darauf hinweisen dass ein grösserer/ stärkerer Motor nicht zwingend mehr verbrauchen muß als ein kleinerer/ schwächerer Motor auch wenn irgendwelche Normen etwas anderes behaupten.
Unter jeder Verbrauchsangabe steht noch einiges kleingeschrieben und dann kommen noch zulässige Toleranzen dazu! Diese Angaben haben mit dem alltäglichen Betrieb eines Autos nur wenig gemein!
Wenn ich überwiegend im Gebirge unterwegs bin, kann ich schlecht einen zu hohen Verbrauch gegenüber den Prospektangabe beim Hersteller reklamieren(auch übertrieben).
Ich rede auch nur von einer für ein Fzg. sinnvolle Motorisierung und nicht von einer Übermotorisierung!
Auf ca. 90TKm habe ich mit meiner V-Klasse(220CDI vergleibar mit Vito 112CDI) einen Durchschnittsverbrauch von 9,16 L wobei der grösste Teil der gefahrenen Km im Nahverkehr abgespult wurden. Zwischen 7 und 11 l ist alles schon dabei gewesen und der Zuheizer läuft im Winter immer mit. Ich glaube nicht dass ein Handwerker mit seinem Vito 108CDI, bei gleichem Hubraum aber ca. 40PS weniger, deutlich weniger verbraucht als ich mit Automatik und Klima und dann gibt es auch noch eine 100PS Variante.
Wenn ich den neuen Vito zum Vergleich heranziehe dann sieht es sicherlich anders aus, der 3,0 V6 wird im normalen Straßenverkehr mehr verbrauchen als der 2,2!
Natürlich sieht die Sache in einem Pkw noch etwas ander aus, aber auch da muß der nechst stärkere Motor nicht unbedigt mehr verbrauchen.
Ich hatte neulich das "Vergnügen" mit einen A150 nach Hannover zu fahren und bin dabei mit Mühe auf einen Schnitt von 8 l laut BC gekommen, das konnte mein alter 190E 2,6 bei gleichem Tempo auch!
Bevor ein "aber" kommt, nein ich habe ihn nicht getreten da es unterwegs glatt war und ihn auch nicht hochtourig gefahren! Ich liebe den Druck aus dem Drehzahlkeller! Der nächst stärkere Motor dürfte bei gleichen Bedingungen kaum mehr verbrauchen.
Aber jetzt genug davon!
PS zum Becker fahre ich per pedes🙂🙂🙂
Da wir hier schon so viel Wissen gesammelt haben hab ich noch eine Frage an die Experten hier:
Zum Verständnis:
Das Motordrehmoment hängt doch eigentlich nur vom Druck im Zylinder über die Zeit ab? Und der Druck hängt doch eigentlich nur von Aufladung, Verdichtung und Einspritzmenge ab? Dann müsste doch das hohe Drehmoment was der OM651 bei 2000 RPM abgibt auch bei niedrigeren Drehzahlen umsetzbar sein wenn man den Motor entsprechend aufwändig auflädt? Denn Verdichtung und Einspritzmenge kann man ja beibehalten. Oder ist der Druck nicht umsetzbar weil bei niedrigen Drehzahlen zu viel Wärme über die Zylinderwand verloren geht?
Meine Frage zielt darauf ab, ob es prinzipiell möglich wäre einen Motor wie den OM 651 zu bauen der eine Leerlaufdrehzahl von 400 RPM hat und bei 800 RPM rund läuft und ein Drehmoment von 400 NM zeigt. Eigentlich bräuchte man dafür doch "nur" eine kräftige Aufladung und ein sehr schweres energiereiches Schwungrad? (und mehr Öldruck) Wäre sowas wenn man mal die Kosten außen vor lässt möglich indem man z. B. einen elektrisch betriebenen Kompressor nimmt und das Schwungrad mit variablem Durchmesser gestaltet?
Mit variables Schwungrad meine ich, dass man z. B. zwei Gewichte, SCheiben etc nimmt und eine Mechanik verbaut mit der der Radius wo das Gewicht angebracht ist variiert werden kann. So kann man dann die Kinetische Energie des Schwungrades unabhängig von der Drehzahl regeln sodass der Motor auch bei hohen Drehzahlen nicht träge wird und über ein breiteres Drehzahlspektrum rund läuft.
Würde man das Motordrehzahlspektrum nach unten nochmal um den Faktor zwei erweitern müsste man noch weniger schalten und könnte deutlich effizienter fahren weil bei solch niedrigen Drehzahlen ja meist hohe Zünddrücke nötig sind um noch Leistung zu bekommen.
Was meinen die Experten? Dass es teuer ist und das Fahrzeug schwerer macht ist klar...
Grüße
Repiz
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Das max. Drehmoment des OM651 liegt deutlich unter 2000U/min.
Der OM646(Leerlaufdrehzahl ca. 700 +/-) mit Registeraufladung(Sprinter 906 Nfz.-Variante) bietet das Drehmoment schon ab 1200U/min. und der OM651 ist nicht schlechter!
Einen noch kleineren Motor mit ein max. Drehmoment bei einer noch niedrigeren Drehzal und einer Leerlaufdrehzahl von 400U/min. zu bauen dürfte extrem schwierig werden! Selbst Großvolumige Lkw-Motoren laufen mit min. 500U/min., allerdings drehen sie auch max. 2500 - 3000U/min.(je grösser, je weniger)!
Hallo Repiz.
Eine Absenkung der minimalen Drehzahlen ist nicht unproblematisch. Die thermodynamischen Verluste nehmen zu, jedoch ist das nicht so tragisch. Besonders kritisch sind die hohen Zünddrücke, die bei niedrigen Drehzahlen entstehen. Besonders die Lager leiden erheblich, da sich der Schmierfilm nich halten kann und durchgedrückt wird. Ein weiteres Problem ist der Massenausgleich. Ein Reihensechser würde noch ganz gut laufen, aber ein Vierzylinder wird schon sehr brummig, trotz Ausgleichswellen. Das größte Hindernis wäre jedoch die Trägheit des Motors. Das Ansprechverhalten des Motors leidet erheblich. Ich habe einen Motor für Busse mitentwickelt, der gegeüber dem baugleichen LKW-Motor einen kleineren Turbo hatte, um das Ansprechverhalten zu verbessern. Das maximale Drehmoment lag bei 1050 statt 1200 U/min an. Es wären theoretisch sogar 900 U/min machbar gewesen, jedoch waren damit die Gleitlager überfordert. Auch wurde das Ansprechverhalten (der sog. constant speed load response) immer schlechter. Der sinnvolle Weg, den wir jetzt mit dem Bushersteller beschreiten, ist der Einsatz eines hybridisierten 4-Zyl. anstatt des 6-Zyl. Das, was Du beschreibst ist ja bereits bei Motoren realisiert, die einen Kompressor und einen Turbo kombinieren, wenn auch auf einem höheren Drehzahlniveau.
Hallo Repiz,
Was Du ansprichst nennt man in der Fachwelt ‚low end torque‘, also die Motordrehzahl am Drehmomenteckpunkt, aber auch die Höhe des Drehmoments an diesem Punkt. An Pkw-Dieselmotoren wird die Motordrehzahl ab der das Nennmoment anliegen darf üblicherweise nicht von der Motormechanik eingeschränkt. Turbogeladene Pkw-Motoren werden immer dahingehend optimiert dass das Nennmoment so früh wie möglich anliegt, also bei möglichst geringer Motordrehzahl. Dadurch verschiebt sich der Betriebsbereich des Motors in Richtung höherer Lasten bei geringerer Motordrehzahl, also in Bereiche mit günstigerem spez. Kraftstoffverbrauch.
Begrenzt wird das ‚low end torque‘ immer durch das Aufladesystem, im Detail lässt hier der Verdichter des Turboladers keine Absenkung der Motordrehzahl bei Nennmoment zu, anders ausgedrückt bei geringen Luftmassenströmen sind keine hohen Ladedrücke möglich. Radialverdichter, wie man sie üblicherweise an Turboladern einsetzt, haben einen instabilen Bereich bei dem die Strömung nicht mehr dem Laufrad folgen kann. Die Strömung reißt ab und eine Druckerhöhung ist nicht mehr möglich. Die Grenze zwischen stabilem und instabilen Bereich nennt man Pumpgrenze, weil der Verdichter im instabilen Bereich eine Art ‚Pumpgeräusch‘ von sich gibt. Einen Verdichter pumpend zu betreiben ist äußert ineffizient zudem führt dies langfristig zur Zerstörung des Verdichterrades. Die Pumpgrenze ist eine prinzipbedingte Grenze die man nur bis zu einem gewissen Grad beeinflussen kann.
Hier findet man ein Verdichterkennfeld:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?...
Zeichnet man die Volllastbetriebslinie des Motors in das entsprechende Verdichterkennfeld ein erhält man zunächst einen Verlauf entlang der Pumpgrenze (~ bis zum Drehmomenteckpunkt) danach knickt die Betriebslinie waagrecht nach rechts ab bis zum Nennleistungspunkt. Recht komplex dieses Thema, für einen Laien evtl. nicht auf den ersten Blick zu verstehen.
Ich weis nicht ob es aus Komfortgründen zielführend ist 400Nm bereits bei 500 1/min anliegen zu haben. Theoretisch wäre ein entsprechendes Aufladesystem, bestehend aus mehreren Ladern (3-4 Turbolader oder 2 Turbolader und ein mech. Lader......), evtl. in der Lage die dazu erforderlichen Ladedrücke bereit zu stellen.
Danke für die interessante Antwort. Um die Effizienz und Betriebsbereiche des Laders hab ich mir gar nie Gedanken gemacht, aber das ist sehr einleuchtend, besonders das Kennfeld.
Wenn ich das richtig verstanden habe bräuchte man also einen sehr kleinen Radialverdichter wenn man auch bei niedrigen Drehzahlen noch höhe Drücke haben möchte ohne an die Pumpgrenze zu kommen? Jetzt verstehe ich besser warum Mercedes seine neuen Motoren mit zwei Ladern unterschiedlicher Größe ausstattet. Die stärkere Aufladung im Low-End Bereich müsste ja dann auch die Effizienz des Motors in diesem Kennfeldbereich verbessern.
Aus diesem Laderkennfeld geht dann auch hervor dass es theoretisch für jede Last und Drehzahl einen idealen Lader geben muss oder?
Wie ist es beim Turbolader eigentlich mit der Energiebereitstellung? Die Energie die die Turbine dem Abgasstrom entzieht, wird die dem Motor über den Kolben entzogen, sodass der Motor im Spültakt die Luft durch die Turbine presst oder belastet der Lader den Motor nicht zusätzlich sondern entnimmt dem Abgasstrom nur Energie die andersnfalls verloren wäre?
Grüße
Repiz
Nach langer Pause mal wieder was.
Ein ATL entnimmt die Leistung zwar grundsätzlich der Energie des Abgases, es erhöht sich jedoch durch den Gegendruck auch die Ausschiebearbeit der Kolben. Von Vorteil für den Verbrauch ist eine Ladeluftkühlung: Annährung an den Idealfall der isothermen Kompression. Abziehen muß man in der Gesamtbilanz die Verluste des Laders, die bei geschlossener VTG für hohen Ladedruck bei niederiger Drehzahl besonders hoch sind.
Nebenbei: Der AEL hatte auch einen Wastgatelader, der niedrigere Normverbrauch gegenüber dem AAT dürfte wohl vom serienmäßigen 6-G-Getriebe herrühren. Passender wäre ein Vergleich 1Z /AHU (90 PS,Wastegate) mit AFN (110PS, VTG).
- immer wieder verblüffend und sehr erfreulich, welches Fachwissen hier versammelt ist !
Nicht zu vergleichen mit manch' anderem Markenforum ..
Gruß Reinhard
Gibts mittlerweile nähere Informationen ob 220 und 250 mechanisch baugleich sind?
Schon chiptunings für 250er?
Race Tools tunt die E-Klasse
Race tools
Hier ist es genau umgekehrt, ich hätte gedacht dass aus dem 220er wesentlich mehr rauszuholen ist als der schon an der Grenze laufende 250er.
200 und 220 haben Magnetinjektoren, der 250 hat Piezoinjektoren.
Nur Magnetinjektoren neuester Generation und Hersteller!
Zitat:
Original geschrieben von Chrisder1
200 und 220 haben Magnetinjektoren, der 250 hat Piezoinjektoren.
das ist nicht korrekt !
der 220 und 250 haben Piezoinjektoren
Der OM651 hat keine Piezoinjektoren!!!!!!
Es wird keine Bosch-CDI verbaut!