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Warum gibts beim Diesel keinen Kompressor??
Dieselmotoren mit Turbo gibt es ja, warum aber nicht mit kompressor`??
Ist das technisch nicht möglich??
Mfg Micha
Beste Antwort im Thema
Man sollte sich mal über eins bewusst sein:
Sowohl Kompressoren als auch Turbolader benötigen Energie um angetrieben zu werden!
Der Kompressor bekommt seine Energie über einen Riemen direkt von der Kurbelwelle des Motors. Folglich geht dem Motor diese Energie verloren.
Ein Turbolader bezieht seine Energie aus dem Abgas, das normalerweise ungenutzt aus dem Auspuff entweichen würde. Dabei geht dem Motor sogut wie überhaupt nichts verloren.
Wenn man zwei Saugmotoren exakt gleicher Bauweise einmal mit einem Kompressor und einamal mit einer Abgaslader auflädt, und beide Maschinen anschließend exakt die gleiche Leistung bringen, dann wird der Turbomotor definitiv den geringeren Spritverbrauch haben.
Ein Kompressor kann den Wirkungsgrad eines Motors nicht steigern, da die von ihm benötigte Energie an anderer Stelle dem Motor verloren geht. Die Mehrleistung von Kompressormotoren wird auf Kosten eines höheren Verbrauchs erziehlt.
Bei einem Turbomotor kann die Leistung dagegen leicht gesteigert werden, ohne dass mehr Treibstoff benötigt wird. Die üblicherweise durch Turbolader gewonnenen Leistungssteigerungen von teilweise 50% werden jedoch wieder durch deutlichen Mehrverbrauch erreicht, denn soviel Energie steckt im Abgas auch wieder nicht drin.
Die optimale Kombination stellt ein abgasaufgeladener Motor dar, der jedoch nicht über Mehrleistung gegenüber seiner Saugvariante verfügt. Auf diese Weise lässt sich der Verbrauch gegen über dem Sauger tatsächlich senken.
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56 Antworten
"Die Kompressor-PS sind übrigens reiner Spritverbrauch für nichts..."
Wieso braucht dann der E200K weniger als der (alte)520i ohne Kompressor und hat mehr Drehmoment bei fast gleicher Leistung?
Man sollte sich mal über eins bewusst sein:
Sowohl Kompressoren als auch Turbolader benötigen Energie um angetrieben zu werden!
Der Kompressor bekommt seine Energie über einen Riemen direkt von der Kurbelwelle des Motors. Folglich geht dem Motor diese Energie verloren.
Ein Turbolader bezieht seine Energie aus dem Abgas, das normalerweise ungenutzt aus dem Auspuff entweichen würde. Dabei geht dem Motor sogut wie überhaupt nichts verloren.
Wenn man zwei Saugmotoren exakt gleicher Bauweise einmal mit einem Kompressor und einamal mit einer Abgaslader auflädt, und beide Maschinen anschließend exakt die gleiche Leistung bringen, dann wird der Turbomotor definitiv den geringeren Spritverbrauch haben.
Ein Kompressor kann den Wirkungsgrad eines Motors nicht steigern, da die von ihm benötigte Energie an anderer Stelle dem Motor verloren geht. Die Mehrleistung von Kompressormotoren wird auf Kosten eines höheren Verbrauchs erziehlt.
Bei einem Turbomotor kann die Leistung dagegen leicht gesteigert werden, ohne dass mehr Treibstoff benötigt wird. Die üblicherweise durch Turbolader gewonnenen Leistungssteigerungen von teilweise 50% werden jedoch wieder durch deutlichen Mehrverbrauch erreicht, denn soviel Energie steckt im Abgas auch wieder nicht drin.
Die optimale Kombination stellt ein abgasaufgeladener Motor dar, der jedoch nicht über Mehrleistung gegenüber seiner Saugvariante verfügt. Auf diese Weise lässt sich der Verbrauch gegen über dem Sauger tatsächlich senken.
"Wieso braucht dann der E200K weniger als der (alte)520i ohne Kompressor und hat mehr Drehmoment bei fast gleicher Leistung? "
Weil die vom Kompressor abgezweigte Leistung letztlich nur Verluste in Form von Wärmeverlust durch den Ladeluftkühler und Reibung/Wärme des Kompressors selbst produziert. Die Kompressormechanik ist inzwischen schon so gut, daß sich diese Verluste in Grenzen halten.
Allerdings der Motor muß seine Nettoleistung plus dem Kompressorantrieb erstmall komplett produzieren, und das Problem hat der Turbo eben nicht.
Der hat dafür seine Lastabhängigkeit alias Turboloch, die wiederum dem Kompressor fremd ist.
Beim BMW hat man auch einen Sechszylinder und beim E200 einen Vierer! Der BMW hat damit mehr reibende Teile und nicht den Vorteil, eine abgestimmte Auspuffanlage verwenden zu können.
(Mercedes nutzt das aber nicht wegen dem Turbo, soviel Bauraum haben die nicht um vor dem Turbo noch 4 in 2 in 1 unterzubringen)
Vielleicht was aus der History:
Turbolader sind seit ewigen Zeiten Pflicht bei großen Dieselmotoren (z.B Schiffe), weil die Kosten für den Lader sich easy durch weniger Motormasse in einen Vorteil verwandeln, auch wenn der Lader allein 500 kg wiegt.
Beim Diesel ist es auch völlig unnötig die für den Wirkungsgrad (Carnot-Prozess) bestimmende Verdichtung herunterzunehmen, wogegen ein Benziner runter muß! Egal ob Kompressor oder Turbo. Deshalb ist ein Ottomotor da grundsätzlich anders zu betrachten.
Beim PKW macht Kompression Kosten, die man sich wirklich überlegen muß, und ein Mix aus mechanischem Kompressor und Abgaslader wäre höchstens was für Spinner, weil dafür kann man auch einen größeren Saugmotor bauen und hätte wohl noch einen Gewichtsvorteil dabei.
Übrigens, eine Gasturbine (Hubschrauber, Propellerflugzeuge) liefert bei 300 kg Eigengewicht locker 3000 PS, ein Raketenmotor (Ariane) bei 650 kg 6 Millionen PS...
So gibts für jede Anwendung brauchbare Lösungen und Spritverbräuche, beim PKW eben auch... Die Unterschiede sind da eher marginal.
PS, 4 in 2 in 1:
Es gibt zwei Achtzylinder-Varianten, die mit 90 Grad und die mit 180 Grad Kurbelwelle. 90 Grad sind die Amis mit ihren unrhytmischen Zündungen, 180 Grad sind die Ferraris, die wie zwei verheiratete Vierzylinder klingen aber dafür was mit den Resonanzen im Auspuff anfangen können.
Das ist nämlich ein sozusagen 'geschenkter' Ladeeffekt, indem man damit dem einzelnen Zylinder einen Unterdruck aufprägt und so die Füllung mit Luft stark verbessert.
Diese Chance haben Sechszylinder praktisch gar nicht, es sei denn sie hätten eine ausgebaute 6 in 1 Anlage mit nur einer optimalen Drehzahl.
Audi hat mal für die DTM ihre 90-Grad-Achtzylinder auf 180 Grad 'getwistet', also die Kurbelwellen in einem irren Schmiedeverfahren verdreht, um auf 180 Grad zu kommen in der Hoffnung, damit regelkonform zu bleiben.
Klappte zwar nicht, wurde verboten, aber daran sieht man, wie stark das Konzept eines Vierzylinders ist bzw. zweier zusammengebauter Vierzylinder.
Ok, vom Thema abgekommen...
Hallo bruno47,
erstmal schönen Dank für Deine Infos, interessant zu lesen! Du schriebst etwas von einem "geschenkten Ladeeffekt" bei 8Cyl. Beim 6Cyl. nutzt man dafür die Ansauganlage, statt der Abgasanlage. Der Lade-Effekt an sich (Resonanzansauganlage) sollte jedoch der Gleiche sein, wenn ich Dich richtig verstanden habe?!
Könntest Du mir weiteres Infomaterial bezüglich der DTM Audi V8 zukommen lassen, klingt spannend und hätte gern mehr gewußt.
Gruß
Hi TG,
die Ansaugwege haben natürlich auch einen Resonanzeffekt, nur da sind die Gasgeschwindigkeiten viel geringer und haben damit wesentlich weniger Effekt.
Im Ansaugbereich ist vor allem wichtig, jedem Zylinder die selbe Luftmenge im exakten Sprit/Luftverhältnis zuzuführen, und deshalb haben alle Hochleistungsmotoren -auch mit Turbo- Einzeldrosselklappen für jeden Zylinder.
Damit wird die Ansaugresonanz jedoch schwierig, weil a: irgendwie die Drosselklappen im Weg stehen, b: man Längen in Richtung 1 Meter braucht, c: im Teillastbereich starker Unterdruck herrscht (damit nix Ladeeffekt) und d: man sich ein indiskutables Volumen hinter den Drosselklappen einhandeln müsste.
Gegenbeispiel, alte Rennmotoren, die nur auf beispielsweise 9000 Upm und Vollast ausgerichtet wurden, die hatten dann entsprechend lange Ansaugtrichter, und die Teillast war eh wurscht, da brauchte man ja keine Leistung.
Egal, die Ansauggeschichte ist in jedem Fall kaum der Mühe wert, weil keine nennenswerte Energie drinsteckt (sonst könnte man ja gleich einen Ansaugturbolader erfinden ;-)
Ich hab vorhin den Reihensechszylinder etwas außen vor gelassen, weil dem kann man schon auch einen guten Auspuffverlauf dranbauen, ist aber recht teuer, weil es da ein ziemliches Rohrgewirr braucht, und den Platz dafür.
Bei 6-Zylinder-V-Motoren wirds dann praktisch unmöglich, und bei Boxern gehts wieder gut.
Alle Auslässe müssen sich halt auf einer Seite befinden, dann gehts auch mit den Rohren, und das trifft halt nur auf Reihen- und Boxermotoren zu.
Vierzylinder haben es da am einfachsten, genauso wie Achtzylinder mit 180 Grad Kurbelwelle, weil das dann zwei 'artgerechte' Vierzylinderbänke ergibt. Da muß man die Vierzylinder-Auspuffanlage nur doppelt bauen.
Zum Audi-DTM hab ich keine besonderen Infos, das war 1992, als die ihre 90 Grad Kurbelwelle auf 180 Grad umgeschmiedet haben, damit sie aus ihrem homologierten Straßen-V8 einen renntauglichen V8 machen konnten.
"So erklärt Audi in der Saison 1992 seinen sofortigen Ausstieg, nachdem die neue verdrehte Kurbelwelle für regelwidrig befunden wird. Auch BMW hört auf. Die Serie steht beinahe vor dem Aus"
Zitat aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Deutsche_Tourenwagen-Masters
Hi,
also wäre es rein theoretisch machbar, durch Verwendung eines Fächerkrümmers, statt Normalabgaskrümmer, beim Reihen-, Boxer- oder V8-Motor, diesen Ladeeffekt zu erhöhen? Im konkreten Fall meine ich jetzt einen M104 mit HFM. Dieser besitzt ja eine Resonanzansauganlage. Wenn ich bei diesem Motor einen Fächer verbauen würde, könnte er doch die Ansauganlage unterstützen und für bessere Zylinderfüllung und ggf. mehr Drehmoment sorgen, oder? Zumindest wird durch den Fächer der Gaswechsel etwas beschleunigt. Daß das nur ein paar NM ausmacht, ist schon klar, soll auch nur mal theoretisch gesponnen sein. :)
Gruß
Zitat:
Original geschrieben von Moonstone
Bei einem Turbomotor kann die Leistung dagegen leicht gesteigert werden, ohne dass mehr Treibstoff benötigt wird. Die üblicherweise durch Turbolader gewonnenen Leistungssteigerungen von teilweise 50% werden jedoch wieder durch deutlichen Mehrverbrauch erreicht, denn soviel Energie steckt im Abgas auch wieder nicht drin.
Ich bin eher der Meinung, dass Mehrleistung durch Turboaufladung immer mit einem Mehrverbrauch einhergeht.
Die Abgasenergie wird doch nur dazu verwandt den Lader anzutreiben, dieser erhöht dann die Menge der angesaugten Luft, somit muss aber auch mehr Benzin eingespritzt werden, wenn man sagt, man will bei Lambda=1 bleiben.
Zitat:
Original geschrieben von bruno47
....Bei 6-Zylinder-V-Motoren wirds dann praktisch unmöglich,.... Zitat aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Deutsche_Tourenwagen-Masters
genau das hat aber mb jetzt bei der neuen v6-dieselmotorgeneration gemacht. der motor hat einen turbo, welcher hinten in der mitte des v sitzt. fraglich für mich ist nur das thema mit der wärme. der turbo muss derart gekapselt sein das er nicht zu viel wärme abstrahlt, andererseits leidet er dann selber unter starker überhitzung. aber die leute von mb haben sich sicherlich was dabei gedacht.
Naja, beim V-Motor kann man entweder einen Turbo pro Bank nehmen oder beide Bänke zusammenführen und dann einen Turbo nehmen. Der landet dann immer irgendwo in der Mitte.
Leider hat das nichts mit abgestimmten Auspuffkrümmern im Sinne von Resonanzaufladung zu tun.
(Erklärung: Die abströmende Abgasmasse eines Zylinders verursacht über die Ventilüberschneidung einen Unterdruck (Saugeffekt) für den Zylinder, der gerade seine neue Füllung bezieht, und das muß rundherum funktionieren, für jeden Arbeitstakt)
(Ein 90 Grad V8 boykottiert das allein schon durch seine ungleichmäßige Zündfolge, deswegen klingt er auch so Harleymäßig, und deswegen hat sich Audi (DTM) auch so weit aus dem Fenster gelehnt)
Perfekt gemacht war das beim Lotus-Vierzylinder-Turbo, der bis zum Turbo eine volle 4 in 2 in 1 (gleich Turboeinlass) Anlage hatte, und aufgrund der nötigen Rohrlängen kam dessen Turbolader auch hinter dem Motor seitlich/oben dem Getriebe zu liegen.
Deshalb gabs den Motor auch nur für die Mittelmotorexemplare, Frontmotor: keine Chance, Platz- und Wärmeproblem.
Ich hatte diesen Motor für paar Jahre, und der war ein Turbotraum! So nach etwa 100.000 km brach allerdings der Krümmer innerlich durch und der Resonanzeffekt ging per pfenniggroßem Loch flöten. Danach wars ein Nullachtfünfzehn-Turbo und man bekam die Krise.
Aber wenn mans nicht wüßte, dann wärs auch so ok gewesen...
Zitat:
Original geschrieben von knacksen
Ich bin eher der Meinung, dass Mehrleistung durch Turboaufladung immer mit einem Mehrverbrauch einhergeht.
Die Abgasenergie wird doch nur dazu verwandt den Lader anzutreiben, dieser erhöht dann die Menge der angesaugten Luft, somit muss aber auch mehr Benzin eingespritzt werden, wenn man sagt, man will bei Lambda=1 bleiben.
Allein durch den Druck, den der Turbolader erzeugt, muss der Motor weniger Kraft aufbringen um die Luft mit den sich nach unten bewegenden Kolben anzusaugen. Diese Kraftersparnis bringt auch eine gewisse Treibstoffersparnis mit sich. Wird dennoch die ursprüngliche Kraftstoffmenge eingespritzt, so steigt die Leistung leicht gegenüber der Ausgangsleistung ohne Aufladung.
Moment, auch der Turbolader dreht sich nicht von allein. Schließlich wird der Abgasgegendruck erhöht, und aus dem Abgasstrom (und nur aus dem Strom, nicht aus der Wärmeenergie) gewinnt der Turbo seine Leistung die er auf der Ansaugseite wieder zuführt. Sogesehen eine Nullrechnung, die sich aber natürlich bei Last ändert. Dann gibts ja noch die Ladedruckregelung, die die Leistung (oder die Fördermenge) des Turbos der gewünschten Motorlast anpasst, sonst wäre das natürlich ein selbstvernichtender Prozess.
Ergänzung:
Die Kraftstoffersparnis resultiert nur aus zwei wesentlichen Dingen:
Der Motor ist gegenüber einem Sauger fast immer leichter, und zweitens haben Turbomotoren oft eine günstige Drehmomentkurve, mit der der Motor sich mit niedrigen Drehzahlen und somit entsprechend spritsparend bewegen lässt.
Zitat:
Original geschrieben von cancer33
Ergänzung:
Die Kraftstoffersparnis resultiert nur aus zwei wesentlichen Dingen:
Der Motor ist gegenüber einem Sauger fast immer leichter, und zweitens haben Turbomotoren oft eine günstige Drehmomentkurve, mit der der Motor sich mit niedrigen Drehzahlen und somit entsprechend spritsparend bewegen lässt.
Die Kraftstoffersparnis des Turbomotors resultiert aus seinem besserem Wirkungsgrad. Turbomotor und besserer Wirkungsgrad - klingt im ersten Moment paradox, ist aber tatsächlich der Fall.
Der höhere Gesamtwirkungsgrad liegt am besseren mechanischen Wirkungsgrad von hoch ausgelasteten Motoren. Da ein Turbomotor die gleiche Leistung aus weniger Hubraum gewinnt, muss logischerweise der kleinere Hubraum höher ausgelastet werden. Der thermische Wikungsgrad bleibt davon fast unberührt, aber der Anteil der Reibleistung an der Gesamtleistung verringert sich. Denn die Reibungsverluste bleiben bei höherer Last in etwa konstant, die gewonnene Nutzleistung steigt jedoch an. Damit ergibt sich ein geringerer Anteil der Verluste an der gesamten Leistung und daraus resultiert ein besserer mechanischer und Gesamtwirkungsgrad.
Es hört sich immer wunderbar an, wenn geschrieben wird "der Turbo nutzt nur die thermische Energie, die im Abgas steckt". Das hört sich so an, als gäbe es diese Energie von jedem Motor geschenkt und man braucht sie nur noch "aufzusammeln" und fertig ist Turbomotor. Die nötige Energie muss im Abgas aber zunächst vorhanden sein. Eine Turbine wird grundsätzlich durch einen Druckunterschied angetrieben. Dieser Druckunterschied wird durch hohen Abgasgegendruck erkauft und liegt nicht schon bei einem Saugmotor einfach an und muss nurnoch sinnvoll genutzt werden.
Der Turbinenteil des Turboladers setzt diese Druckdifferenz in mechanische Leistung um und treibt damit den Verdichter an, der wiederum Strömungsleistung daraus macht. Dabei gehen bei einem guten Turbolader ca 60% der Energie verloren, häufig ist es mehr. Ein Verdichter, der 4kW leistet, entnimmt dem Motor also zunächst 10kW über die Turbine. Diese 10kW bringt der Motor auf, indem er gegen den erhöhten Abgasgegendruck die Abgase ausschiebt. Durch die vorverdichtete Luft im Zylinder kann aber soviel Kraftstoff verbrannt werden, dass die 10kW Aufwand für den Turbolader bei weitem überkompensiert werden. Die Motorleistung wächst also an.
Leider bekommt man auch durch einen Turbolader nichts geschenkt, aber trotz seiner Verluste erhöht er den Wirkungsgrad des Motors.
Hallo,
Sind unter euch KFZ-Mechaniker o.ä?
Wenn ja Drückt nochmal die schulbank denn das wurde im2.Lehrjahr unterrichtet.
Und da heisst es ganz klar und deutlich im Fachbuch. Vroteile des Turboladers?
Mehr leistung, geringes Einbaugewicht, Weniger Kraftstoffverbrauch.
Bestes Beispiel Golf II saugdiesel und Turbodiesel.
Ich bin damals meinen Turbodiesel mit 4,5-5,0 Liter gefahren (1994). Der sauger braucht wesentlich mehr Kraftstoff!
@juppomat
Steigt die Verlustleistung in Form von Reibung nicht mit steigender Drehzahl?
Man muss außerdem noch erwähnen, dass einige Motoren (z.B. VW/Audi 1.8T, oder der Motor aus dem Ford Focus RS) bei hoher Last auf Dauer thermische Probleme bekommen können. Aus diesem Grund muss das Gemisch zwecks Innenkühlung etwas angefettet werde. Dementsprechend steigt der Verbrauch gegenüber einem Sauger bei hohen Geschwindigkeiten auch stärker an, diese Erfahrungen habe zumindest ich gemacht. Dafür sind die Turbos bei sachter Fahrt, z.B, auf der Landstraße, gegenüber einem vergleichbaren Sauger auf jeden Fall sparsamer - aufgrund des geringen Hubraums und somit des geringen "Grundverbrauchs" (so hat es mal eine Autozeitschrift zitiert)
Des Weiteren ist bei sämtlichen Benzin-Turbos die Verdichtung reduziert (wegen der Klopfneigung, resultierend aus der heißen, vorverdichteten Luft). Dies dürfte doch dem Wirkungsgrad prinzipiell nicht förderlich sein, oder?
Zitat:
Original geschrieben von cancer33
@juppomat
Steigt die Verlustleistung in Form von Reibung nicht mit steigender Drehzahl?
Des Weiteren ist bei sämtlichen Benzin-Turbos die Verdichtung reduziert (wegen der Klopfneigung, resultierend aus der heißen, vorverdichteten Luft). Dies dürfte doch dem Wirkungsgrad prinzipiell nicht förderlich sein, oder?
Ja, ist beides richtig. Nur fällt der thermische Wirkungsgradverlust durch die Verdichtungsreduzierung geringer aus, als der Zugewinn an mech. Wirkungsgrad.
Das kann man relativ gut an den Audi 3.2 FSI Motoren sehen. Die haben ein für Ottomotoren rekordverdächtig hohes Verdichtungsverhältnis von 12,5. Dadurch sollte sich eigentlich eine Kraftstoffersparnis ergeben. Ist in der Praxis aber nicht der Fall. Habe noch keinen Test gesehen, wo so ein Motor einen deutlichen Verbrauchsvorteil gezeigt hat.