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Warum "wandelt" ein Diesel weniger Energie in Wärme um?
Moin. Ein Dieselmotor wird ja bekanntlich viel langsamer warm als ein Benziner. Ein Grund ist , dass der Dieselmotor allgemein mehr Masse hat als ein Benzin Motor. Das ist aber nicht Hauptgrund. Der Hauptgrund ist mehr , dass bei der Verbrennung weniger Wärme entsteht, als beim Benziner , was ich aber überhaupt nicht verstehe. Diesel hat pro Liter mehr Energie als Benzin , weil die Energiedichte höherist , also kann weniger Diesel in ein Motor eingespritzt werden, als in einem Benziner und trotzdem hat der Diesel richtig viel Power. Aber jetzt kommt der Punkt , den ich nicht verstehe. Warum entsteht da jetzt weniger Wärme als in einem Benziner? Beispiel: in einem Benzinmotor wird jetzt so viel Benzin eingespritzt , dass genau so viel Energie jetzt vorhanden ist , als wie in einem Dieselmotor Diesel eingespritzt wird . Und die Verbrennung vom Diesel läuft allerdings trotzdem, weniger warm ab , als in den Benzinmotor , obwohl in beiden Motoren jetzt genau "gleich viel" Energie vorhanden ist. Kann mir das bitte mal jemand erklären?
Ich hoffe , dass ihr versteht was ich meine.
Und Übrigens ich bin neu hier , also bitte nicht wundern, falls hier irgendwas falsch ist :)
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116 Antworten
Wir leben im Jahr 2021. Und du belege bitte erst mal die angeblichen 200 bis 210 g, aber bitte für einen halbwegs aktuellen Motor.
Zitat:
@Hinnerk1963 schrieb am 28. November 2021 um 16:51:50 Uhr:
Zitat:
@GaryK schrieb am 28. November 2021 um 11:02:56 Uhr:
50% hat im PKW KEIN Diesel, das sind Schiffsmotoren.
Diesel kommen am Bestpunkt im PKW auf knapp 200-210 g/kWh. Bestpunkt, nicht "Betriebspunkt".
Wie alt sind diese Zahlen? Lt. BMW liegt der aktuelle B47-Diesel mit der Registeraufladung im Bestpunkt bei 165 g/kWh.
Quelle?
Übliche Schnellläufer Diesel im PKW erreichen ~ 190 - 195 g/kWh. Bezweifel mal das der BMW Motor auf 165 g/kWh kommt.
Besser schneiden nur die langsam drehenden LKW Motore oder große Schiefsdiesel ab.
Quelle?
Zitat:
@Hinnerk1963 schrieb am 29. November 2021 um 09:29:29 Uhr:
Wir leben im Jahr 2021. Und du belege bitte erst mal die angeblichen 200 bis 210 g, aber bitte für einen halbwegs aktuellen Motor.
Ein Muscheldiagramm zum VW EA 189 2L-CR-TDI (Schummeldiesel) mit 140PS habe ich gefunden:
Bestpunkt 196g/kwh
bester Bereich im oberen Viertel des Mitteldrucks zwischen ca 2000 und 3000rpm mit bis zu 200g/kwh
Um in dem Bestbereich bis 200g/kwh fahren zu können, muss man m.E. schon relativ schnell fahren bzw. mit größerem Fahrwiderstand fahren.
Der Bereich bis zu 210g/kwh dürfte m.E. der im normalen Straßenverkehr am ehesten an zu setzende Bereich sein.
Mit geringer Last auf der Landstraße sollte man dann aber auch nicht unbedingt fahren.
Dazu kommt, dass sämtliche Werte, die man aus einem Muscheldiagramm ablesen kann, immer nur Angaben zu ganz bestimmten, konstanten Betriebspunkten (konstante Drehzahl und konstanter Mitteldruck) sind.
In der Realität werden Pkw-Motoren aber nur höchst selten in dieser Weise betrieben. Es treten quasi permanent Drehzahl und/oder Laständerungen auf und in diesen Fällen wird der Wirkungsgrad wahrscheinlich nicht besser (z.B. Trägheit des TL)
Von daher würde ich den Ansatz, bei dem o.a. Motor, durchschnittlich mit 210g/kwh zu rechnen, als durchaus richtig empfinden.
Mit dem Bestpunkt von 196g/kwh zu rechnen, ist bei Einsatz des Motors im Pkw, in jedem Fall sinnfrei.
Vor allem wenn man mit 80-100 über die Landstrasse bummelt oder mit 60 innerorts mitschwimmt. Die Last ist auch bei 140PS klar unter 25% und damit deutlich unterm Bestpunkt.
Aus dem Spritmonitor MITTLERE Werte:
* Ein Stromer braucht etwa 17 kWh/100km. Siehe https://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?...
* Benziner und Diesel: mit normalen Motoren um 100kW etwa 6.7 Liter als Diesel bis 7.6 als Benziner. https://www.spritmonitor.de/de/leistung_kontra_verbrauch.html
Wenn ich nun bei Benzin 8.4 kWh/l ansetze, also 63 kWh thermisch - und das im Vergleich zu Strom mit 17 kWh als Nutzwert setze - 26% mittlerer Wirkungsgrad wenns um "Brennwert -> Kilometer" geht. Beim Diesel nicht besser - 6.7 l/100 km mit 9.6 kWh/l sind ebenfalls 64 kWh thermisch (na wo ist denn der "Spardiesel") und das kommt aufs gleiche raus. Sind im Mittel 330 g/kWh etwa. Egal ob Benziner oder Diesel. Wobei beim Stromer wegen "Strom ab Steckdose" noch die Ladeverluste inclu sind, also ist der reale Nutzwert mechanisch ab Antriebsachse geringer, womit der Scheinwirkungsgrad in diesem Ansatz noch mal absinkt.
Nur nebenbei bemerkt, die 196g/kWh hatte auch schon der erste 1.9TDI mit 90 und 110PS anno 1992. Von der Effizienz im Bestpunkt hat sich also in 30 Jahren kaum was geändert. Der Bereich wurde nur breiter und die Motoren haben deutlich an Leistung zugelegt. Und ja, klar, sauberer sind sie auch geworden (Trotz Dieselskandal).
Grüße,
Zeph
Zitat:
@GaryK schrieb am 30. November 2021 um 10:21:18 Uhr:
Vor allem wenn man mit 80-100 über die Landstrasse bummelt oder mit 60 innerorts mitschwimmt. Die Last ist auch bei 140PS klar unter 25% und damit deutlich unterm Bestpunkt.
Aus dem Spritmonitor MITTLERE Werte:
* Ein Stromer braucht etwa 17 kWh/100km. Siehe https://www.spritmonitor.de/.../0-Alle_Modelle.html?...
* Benziner und Diesel: mit normalen Motoren um 100kW etwa 6.7 Liter als Diesel bis 7.6 als Benziner. https://www.spritmonitor.de/de/leistung_kontra_verbrauch.html
Wenn ich nun bei Benzin 8.4 kWh/l ansetze, also 63 kWh thermisch - und das im Vergleich zu Strom mit 17 kWh als Nutzwert setze - 26% mittlerer Wirkungsgrad wenns um "Brennwert -> Kilometer" geht. Beim Diesel nicht besser - 6.7 l/100 km mit 9.6 kWh/l sind ebenfalls 64 kWh thermisch (na wo ist denn der "Spardiesel") und das kommt aufs gleiche raus. Sind im Mittel 330 g/kWh etwa. Egal ob Benziner oder Diesel. Wobei beim Stromer wegen "Strom ab Steckdose" noch die Ladeverluste inclu sind, also ist der reale Nutzwert mechanisch ab Antriebsachse geringer, womit der Scheinwirkungsgrad in diesem Ansatz noch mal absinkt.
Stromer und Durchschnittswerte aller Verbrenner-Fz vom Leistungsaufwand her gleich zu setzen, wäre der falsche Ansatz.
Ein Stromer braucht im Schnitt ganz grob ca 17kwh/100km bei 100km/h.
Wenn der gleiche Stromer inkl. Gewichtsausgleich mit einem aktuellen Verbrenner betrieben wird, braucht der Benzinmotor keine 7,6 und der Diesel schon gar keine 6,7L/100km.
Man sollte keine auf geringen Luftwiderstand getrimmten Fz mit dem Durchschnitt aller restlichen Fz vergleichen, was den Energieaufwand für 100km betrifft. Zudem werden E-Fz im Schnitt eher langsam bewegt, da deren Energievorrat i.d.R. sehr begrenzt ist.
Um einen einigermaßen sinnvollen Vergleich machen zu können, muss man die Fahrweise als Einflussfaktor ausschließen und ansonsten identische Fz vergleichen und das geht eben häufig nur rechnerisch:
Z.B. ein Skoda Enyaq iV 80 (Masse 2,2T) braucht bei konstant 100km/h rund 17kwh/100km (das ist getestet worden, AMS-Supertest).
Mit Benziner, ansonsten identischen Fahrwiderstandswerten und dem (m.E. realistischen) Ansatz 245g/kwh bräuchte er dann ca 5,7L/100km
Mit einem Diesel und dem Ansatz 215g/kwh wären wir dann bei ca 4,5L/100km.
Diese Werte sind mit realen, aktuellen Pkw definitiv realistisch.
und ja, der Diesel spart gegenüber dem Benziner deutlich......
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 30. November 2021 um 10:34:55 Uhr:
Nur nebenbei bemerkt, die 196g/kWh hatte auch schon der erste 1.9TDI mit 90 und 110PS anno 1992. Von der Effizienz im Bestpunkt hat sich also in 30 Jahren kaum was geändert. Der Bereich wurde nur breiter und die Motoren haben deutlich an Leistung zugelegt. Und ja, klar, sauberer sind sie auch geworden (Trotz Dieselskandal).
Grüße,
Zeph
Den EA189, von dem ich die Werte geliefert hatte, gibt es seit ca 2007.
Es sind dann also nicht 30, sondern eher nur 15 Jahre dazwischen und der neuere Motor musste sicherlich weitergehende Anforderungen an das Abgas erfüllen.
Einen DPF hatte der 1,9er von 1992 vermutlich noch nicht.
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 30. November 2021 um 10:34:55 Uhr:
Nur nebenbei bemerkt, die 196g/kWh hatte auch schon der erste 1.9TDI mit 90 und 110PS anno 1992. Von der Effizienz im Bestpunkt hat sich also in 30 Jahren kaum was geändert. Der Bereich wurde nur breiter und die Motoren haben deutlich an Leistung zugelegt. Und ja, klar, sauberer sind sie auch geworden (Trotz Dieselskandal).
Ja, die schadstofforientierten Dieselmotore mussten teilweise die Effizienzbemühungen zu Gunsten der Schadstoffarmut (vorallem NOx) eintauschen. Stichwort hier: Rücknahme Verdichtungsverhältnis (mein 1987er Golf 2 Saugdiesel lag noch bei 1:21, jetzt liegen wir irgendwo bei 1:16...1:17 (ohne Quellenangabe)). Dazu kommt die aktive Temperierung der Abgasreinigung (Kat, DPF) und Mehrverbräuche für die aktive DPF-Regenerierung.
Auf der anderen Seiten wurde auch Effzienz gewonnen, z.B. durch feinere Zerstäubung der Dieseltröpfchen, geringere innere Reibung, weniger Wärmeverluste am Motorblock).
Zitat:
@navec schrieb am 30. November 2021 um 11:28:05 Uhr:
Stromer und Durchschnittswerte aller Verbrenner-Fz vom Leistungsaufwand her gleich zu setzen, wäre der falsche Ansatz.
Warum? Beide fahren praktisch gesehen 100 km weit. Mein Bezugspunkt ist in diesem Fall der praktische Nutzen.
Zitat:
Z.B. ein Skoda Enyaq iV 80 (Masse 2,2T) braucht bei konstant 100km/h rund 17kwh/100km (das ist getestet worden, AMS-Supertest).
Ok. Wie oft fährt man konstant 100 km/h? Die 17 kWh bei Stromern sind der Mittelwert über die Flotte, alle Fahrprofile gemittelt und über den Filter eben Blödsinnsfahrzeuge wie manche E-Bikes ausgefiltert.
Der Vergleich ist natürlich nicht fair, aber mit dem Nutzen valide. Die aktuelle Flotte braucht nunmal 6.7 Liter Diesel, was an CO2 recht exakt 177 g/ km sind. Als Stromer mit 17 kWh/100km und 330 g/kWh (https://www.bdew.de/.../) nur noch 56 g/km. Soll ich das CO2 als Basis nehmen?
Zitat:
@GaryK schrieb am 30. November 2021 um 16:55:07 Uhr:
Zitat:
@navec schrieb am 30. November 2021 um 11:28:05 Uhr:
Stromer und Durchschnittswerte aller Verbrenner-Fz vom Leistungsaufwand her gleich zu setzen, wäre der falsche Ansatz.
Warum? Beide fahren praktisch gesehen 100 km weit. Mein Bezugspunkt ist in diesem Fall der praktische Nutzen.
Zitat:
@GaryK schrieb am 30. November 2021 um 16:55:07 Uhr:
Zitat:
Z.B. ein Skoda Enyaq iV 80 (Masse 2,2T) braucht bei konstant 100km/h rund 17kwh/100km (das ist getestet worden, AMS-Supertest).
Ok. Wie oft fährt man konstant 100 km/h? Die 17 kWh bei Stromern sind der Mittelwert über die Flotte, alle Fahrprofile gemittelt und über den Filter eben Blödsinnsfahrzeuge wie manche E-Bikes ausgefiltert.
Der Vergleich ist natürlich nicht fair, aber mit dem Nutzen valide. Die aktuelle Flotte braucht nunmal 6.7 Liter Diesel, was an CO2 recht exakt 177 g/ km sind. Als Stromer mit 17 kWh/100km und 330 g/kWh (https://www.bdew.de/.../) nur noch 56 g/km. Soll ich das CO2 als Basis nehmen?
Den Flottenverbrauch aller Stromer mit dem Flottenverbrauch aller Pkw, die bei spritmonitor gelistet sind, zu vergleichen, ist nicht ok.
Die Stromer haben einen besseren CW x A Durchschnitt und sie werden im Durchschnitt zudem zurückhaltender gefahren.
Wie ich schon mehrfach schrieb:
relevante Vergleiche, die letztendlich auf die Effizienz der Motoren abzielen, kann man nur bei absolut identischen Fahrprofilen machen und da sind Vergleiche bei Konstantgeschwindigkeiten nun mal einfach und zielführend.
Der Enyaq war ein mir bekanntes Beispiel, weil der eben schon real bei Konstantgeschwindigkeiten getestet wurde.
Die bei 100km/h festgestellten 17kwh/100km (die nur rein zufällig mit dem Durchschnittsverbrauch aller Stromer übereinstimmen) kann man für Verbrennerautos gleichsetzen und über die bereits bekannten Werte laut Muscheldiagramm ausrechnen, wieviel Liter diese Fz dann pro 100km an Sprit brauchen.
Ein Vergleich mit einem Stromer ist dabei überhaupt nicht notwendig::
Man kann definitiv auch nur Diesel und Benzinerausführungen eines ansonsten identischen Fz-Typs auf diese Weise vergleichen und wird nahezu immer heraus bekommen, dass der Streckenverbrauch des Diesel in L rund 20% geringer ist, als der des ansonsten baugleichen Benziners.
Vergleiche z.B. einfach einen Golf Diesel mit 110kW und einen ansonsten baugleichen 110kW-Golf Benziner mit 150kW und das unter möglichst exakt gleichen Randbedingungen.
Dann kannst du diverse Aussagen darüber treffen, wie groß der Effizienz-Unterschied zwischen beiden Motoren ist.
In dem Fall wäre auch der Vergleich der Durchschnittsverbräuche beider Fz gem. spritmonitor eine hilfreiche Angelegenheit, denn die Fahrzeuge sind ja ansonsten identisch und durch die jeweils große gelistete Zahl der Fz, relativieren sich die unterschiedlichen Fahrprofile.
Weder der Golf-Benziner-, noch der Dieselfahrer müssen darauf achten, einen möglichst optimalen Tankstop hin zu legen, wie es bei Stromern auf Langstrecke häufig der Fall ist.
Zu den Leistungsdaten muss ich mal erwähnen ...
Mein Fiesta werkelt, laut Scanngauge, auf Überlandfahrten mit ca. 9PS außerorts, 4PS innerorts, um die 15PS aus dem Ort raus und, natürlich, mit 0PS in den Ort rein. Da nehme ich mal, so Pi mal Daumen, die 9PS außerorts als durchschnittliche Leisungsabgabe, das wären so 6,6kW.
Auf längere Strecken über Land komme ich im Schnitt auf 63km/h, das wären dann 10,5kWh/100km.
Auf der Autobahn pendelt die Anzeige, bei Tacho 120, um die 20PS rum. Das wären 14,7kW, macht abzüglich der des Tachovorlaufes 13kWh/100km.
Und bei durchschnittlich 33% Wirkungsgrad des Antriebs (Motor + Getriebe) brauchst du dafür etwa 4l/100km Diesel, was ja so ungefähr das ist was du so verbrauchst.
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 30. November 2021 um 19:35:16 Uhr:
Zu den Leistungsdaten muss ich mal erwähnen ...
Mein Fiesta werkelt, laut Scanngauge, auf Überlandfahrten mit ca. 9PS außerorts, 4PS innerorts, um die 15PS aus dem Ort raus und, natürlich, mit 0PS in den Ort rein. Da nehme ich mal, so Pi mal Daumen, die 9PS außerorts als durchschnittliche Leisungsabgabe, das wären so 6,6kW.
Auf längere Strecken über Land komme ich im Schnitt auf 63km/h, das wären dann 10,5kWh/100km.
Auf der Autobahn pendelt die Anzeige, bei Tacho 120, um die 20PS rum. Das wären 14,7kW, macht abzüglich der des Tachovorlaufes 13kWh/100km.
nur mal zur Logik:
Wenn du bei Tacho 120km/h 14,7kW Leistung benötigst, dann wirst du für "echte" 120km/h mehr Leistung benötigen, es sei denn, dass dein Tacho weniger anzeigt, als die echte Geschwindigkeit.
Du rechnest mit über 10% Tachabweichung? (13kW zu 14,7kW)
Dann würde deine echte Geschwindigkeit bei Tacho 120km/h maximal 108km/h betragen und dann wären knapp 15kW sogar noch plausibel.
Welchen sensationellen CWxA Wert dein Fiesta aufweist und wie schwer der ist, weiß ich nicht, aber mit den von dir errechnetén Ausgangswerten, sollte die Vmax in Relation zur maximalen Motorleistung außergewöhnlich hoch sein.
Wieviel Vmax und Motorleistung hat er denn......
Ein Golf 7 benötigt für echte konstant 120km/h in der Ebene mindestens 23kW.
Darunter geht es definitiv nicht und damit liegt er mit konstant 120km/h bei mindestens gut 5L/100km Diesel (berechnet für 215g/kwh, = Wirkungsgrad 39%, mit Getriebewirkungsrad von 92%).
Mit diesen Eckwerten kommt er bei 110kW Leistung (maximale Leistung vom 2L-TDI oder 1,5TSI) auf rund 218km/h und damit ist der Ansatz auch grundsätzlich plausibel.
Zitat:
@navec schrieb am 30. November 2021 um 17:38:46 Uhr:
Den Flottenverbrauch aller Stromer mit dem Flottenverbrauch aller Pkw, die bei spritmonitor gelistet sind, zu vergleichen, ist nicht ok. Die Stromer haben einen besseren CW x A Durchschnitt und sie werden im Durchschnitt zudem zurückhaltender gefahren.
Dann darfst du den Verbrauch von Benzinern und Dieselfahrzeugen nicht vergleichen, da Diesel eher von Fahrern mit "Strecke" genutzt werden. Dass Cw x A besser sind ist alleine durch den geringeren Kühlbedarf auch plausibel. Kannst den Vergleich gerne mit Benzinern bzw. Dieselfahrzeugen neueren Baujahres mit Cw Optimierung wie eben vollverkleideten Unterböden & Co machen, sehr viel anders sieht es nicht aus.
Zitat:
@navec schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:39:28 Uhr:
Ein Golf 7 benötigt für echte konstant 120km/h in der Ebene mindestens 23kW.
Darunter geht es definitiv nicht und damit liegt er mit konstant 120km/h bei mindestens gut 5L/100km Diesel (berechnet für 215g/kwh, = Wirkungsgrad 39%, mit Getriebewirkungsrad von 92%).
Wie hast Du diese Zahl 23 kW bei 120 km/h (ohne Steigung und Wind) bestimmt? Einfach nur aus dem Verbauch und den beiden Wirkungsgraden?
Oder hast Du noch eine andere Bestimmung herangezogen. Die etwas über 30 PS halte ich für einen Golf 7 schon fast für etwas zu groß, allerdings werde ich hier trotzdem nicht widersprechen, bevor ich nicht selbst Cw und Frontfläche rausgesucht habe. :) Von der Größenordnung passts in meinen Augen.