Warum ~90° Motortemperatur
Nabend,
eine Frage die sich schon länger in meinem Kopf rumtreibt ist, die, warum die Motortemperatur bei Serienautos immer bei ~90° liegt?
Ich kann mich nich etwas an die Thermodynamikvorlesungen erinnern und meine, dass der Wirkungsgrad besser wird, je weiter die minimal und maximale Temperatur voneinander entfernt liegen?!
Sind die 90° so eine Art goldene Mitte?
Ich kann mir vorstellen, das in diesen Temperaturbereichen, die Gemischbildung und Zündung besser von der Han läuft als z.B. bei 20°. Ähnlich wird es wohl bei der Schmierung der Teile aussehen?
Ich würde mich aber über eine etwas fundiertere Begründung freuen 🙂
Beste Antwort im Thema
Weil dieser Wert zur Beruhigung der Nerven des Fahrers bei heutigen Fahrzeugen programmiert ist :-)
80 Antworten
Zitat:
@GaryK schrieb am 6. September 2016 um 12:22:21 Uhr:
Kurz gesagt hast du am kritischen Punkt etwas mit der Dichte einer Flüssigkeit, was zugleich die Eigenschaften eines Gases hat (keine Phasenübergänge mehr, also auch keine Kondensation, keine Oberflächenspannung). Es ist nicht nur "unmöglich" Phasenübergänge zu unterscheiden, es gibt schlicht keine Phasen mehr. Die thermische Energie ist so hoch, dass diese stärker ist als jede assoziative Wechselwirkung der Moleküle untereinander. Feste und flüssige Phasen gibts also nicht mehr.Überkritisches Wasser ist extrem aggressiv. Normales Laborglas (Duran) kommt aus einem Versuch komplett "seidenmatt" raus, die Oberfläche kannst du als Nagelfeile nehmen. Guess how I know 😉
Stichwort: überhitzter Dampf !
Warum verbauen die Hersteller dann Thermomanagement Gedöns?
Das Volumen kann man ja nur schwerlich ändern. Also geht man über die p- Seite. Zum Beispiel erhöht man die die Füllung über Vanos.
Das ganze Thermomanagement spart auch Sprit, allerdings über verkürzte Warmlaufzeiten und gezieltes ein-/ausschalten der WaPu (was nicht läuft verbraucht keine Energie).
Zudem ist es ein Komfortgewinn wenn es schneller warm wird im Auto. Außerdem kann der Ölwechselintervall verlängert werden, weil auch das Öl thermisch nicht sossehr bbeansprucht wird.
Bei all dem darf man auch nicht die Abgaswerte aus den Augen verlieren!
Zitat:
@2emBeine schrieb am 6. September 2016 um 13:04:23 Uhr:
Das Volumen kann man ja nur schwerlich ändern. Also geht man über die p- Seite. Zum Beispiel erhöht man die die Füllung über Vanos.
Das ganze Thermomanagement spart auch Sprit, allerdings über verkürzte Warmlaufzeiten und gezieltes ein-/ausschalten der WaPu (was nicht läuft verbraucht keine Energie).
Zudem ist es ein Komfortgewinn wenn es schneller warm wird im Auto. Außerdem kann der Ölwechselintervall verlängert werden, weil auch das Öl thermisch nicht sossehr bbeansprucht wird.
Bei all dem darf man auch nicht die Abgaswerte aus den Augen verlieren!
Sorry, aber schnelleres Warm werden hat nichts mit der gezielten Temperaturerhöhung im Zylinderkopf auf über 100°C zu tun. Die zudem nur bei Teillast gemacht wird.
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Das Thermomanagement hat zwei Seiten. Du misst die "kalte" Seite des Wärmeübergangs, also das Kühlwasser. Jeder Wärmedurchgang ist proportional zum verfügbaren Temperaturgradienten.
Kühlwasser hat wie jede normale Flüssigkeit eine Siedetemperatur (die ist wegen "Frostschutz" über 100°C), ab der tritt "Blasensieden" ein. Was dir den Wärmeübergang versaut. Wenn du also Vollgas fährst und bei konstanter Wärmeübergangsfläche im Motor mehr Wärme abführen willst, dann senkst du die Wassertemperatur um die zu schützenden inneren Oberflächen nicht mit Blasensieden zu beeinträchtigen. Der Wärmedurchgang bricht da am ersten weg wo es am heißesten ist. Und das ist eben IM Motor und nicht im Kühlwasser. Der Motor selbst ist bei "kaltem Kühlwasser" sicher heißer als bei Warmem 😉
Übrigens ein guter Grund auch im Sommer nicht einfach ohne Frostschutz zu fahren.
Rein theoretisch denke ich mir, dass ein Verbrennungsmotor wohl einige hundert Grad heiß und wärmegedämmt sein müsste, um am Verbrauchsgünstigsten zu laufen. Die Wärme der Verbrennung haut nicht über die Bauteile ab nach außen, sondern geht in Leistung über. Wenn man bedenkt, was für Mengen an Energie über die Kühlung verpuffen! Praktisch ist das unsinnig aufwendig oder unmöglich. Viele Werkstoffe halten das nicht aus und die Schmierung ist schwierig. Ein heißer Motor, 600°C und mehr, ist ein Sicherheitsrisiko. Ein sinnvoller Kompromiss sind die heutzutage gewählten Temperaturen im Antrieb.
Zitat:
@AE01a schrieb am 6. September 2016 um 23:23:12 Uhr:
Wenn man bedenkt, was für Mengen an Energie über die Kühlung verpuffen!
Entropie sagt dir aber etwas? Wenn nicht, hier schön anschaulich erklärt: klick.
Und dann gibt es noch den Carnot'schen Wirkungsgrad.
Zitat:
@festbeleuchtung schrieb am 7. September 2016 um 00:17:08 Uhr:
Zitat:
@AE01a schrieb am 6. September 2016 um 23:23:12 Uhr:
Wenn man bedenkt, was für Mengen an Energie über die Kühlung verpuffen!
Entropie sagt dir aber etwas?
Ja. Diese "verpuffte" Energie ist nicht "weg". Sie erwärmt die Atmosphäre, wenn gewünscht auch den Innenraum des Autos.
Spass bei Seite. Die Verdichtung limitiert dir zusammen mit der adiabaten Temperaturerhöhung (ca 2200°) den Wirkungsgrad. Die Verdichtung kannst du wegen der Klopfgrenze nicht beliebig steigern, die Flammtemperatur ist bei vorgegebenem Brennstoff, festem Lambda und "Luft" das Ergebnis einiger Naturkonstanten. Den Motor heißer als die "90°C" laufen zu lassen ist unsinnig und bringt genau gar nichts.