Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotor
Hallo,
ich habe da eine Frage, die vielleicht nicht direkt mit alternativen Kraftstoffen zu tun hat, aber relevant z.B. für Elektroantriebe.
Man sagt, dass Wirkungsgrad eines Benzinmotors um die 30% liegt, weil er verschiedene Drehzahlbereiche abdecken muss. Wie effizient wäre ein Motor, der nur für eine bestimmte Drehzahl ausgelegt wäre? Welchen Wirkungsgrad haben Diesel/Benzingeneratoren?
Und noch eine: was wäre besser, ein 1-Liter Motore unter Volllast, oder ein 2-Liter Motor unter Teillast?
110 Antworten
ja da haste recht,
aber wegen hybrid wagen sind ja auch schon zweifel aufgekommen, ich weis nicht aber ich hab berichte darüber gesehen, wo gesagt wurde, das die eigendlich nur richtig sparen wenn du im stadtverkehr unterwegs bist, weil genau da nicht die große leistung gebraucht wird!?!
ich würde gerne selber mal einen fahren um mir da mal richtig ein bild zumachen
und beim hybrid, wen man es mal nicht so genau nimmt, wird ja mehr leistung aus einem liter sprit rausgeholt als bei einem nicht hybrid, also kann man doch da schon sagen das der wirkungsgrad besser ist oder??
weil auch der strom für den e-motor, wird ja irgendwann durch den sprit hergestellt ob nun beim bremsen oder durch den motor.
Zitat:
Original geschrieben von Wirbelsturm
ja da haste recht,
aber wegen hybrid wagen sind ja auch schon zweifel aufgekommen, ich weis nicht aber ich hab berichte darüber gesehen, wo gesagt wurde, das die eigendlich nur richtig sparen wenn du im stadtverkehr unterwegs bist, weil genau da nicht die große leistung gebraucht wird!?!
ich würde gerne selber mal einen fahren um mir da mal richtig ein bild zumachen
und beim hybrid, wen man es mal nicht so genau nimmt, wird ja mehr leistung aus einem liter sprit rausgeholt als bei einem nicht hybrid, also kann man doch da schon sagen das der wirkungsgrad besser ist oder??
weil auch der strom für den e-motor, wird ja irgendwann durch den sprit hergestellt ob nun beim bremsen oder durch den motor.
Also wenn ich z.B. meine Fahrstrecke ansehe, dann ist es meistens die Stadt. Und dann noch mindestens 1/3 der Zeit stehe ich entweder an der Ampel, oder rolle langsam zu einer Ampel. Für mich wäre Abschalten des Motor bis zu 40% Sprit Ersparnis bedeuten, denke ich mal. Und so geht es vielen.
Jep, genau. Denke mittelfristig wird es auf die Hybridfahrzeuge hinauslaufen.
Motor läuft nur wenn er gebraucht wird, Bremsenergie wird nicht nur verheizt sonder genutzt und man kann den Verbrennungsmotor länger im optimalen Bereich fahren. Im Stadtverkehr die unschlagbare Lösung.
Bei Langstrecken bringt das weniger, da wenig gebremst wird und das Mehrgewicht da eher stört.
Man hat aber alle Möglichkeiten: Micro-Hybride für die typischen Langstreckenfahrzeuge. Spart in der Stadt weniger, dafür kein Mehrgewicht auf Strecke bis Voll-Hybrid für mehr Stadtverkehr, insbesondere Taxen, Lieferdienste, Linienbusse usw. (ok wäre zumindest zu hoffen, die könnten am meisten sparen)
Gruß Meik
Elektromotoren haben in der Grössenordnung, wie man sie im PKW braucht einen Wirkungsgrad von ca. 75-80%, der Generator auch. Damit hat das System Generator-Motor nur 56-60% Wirkungsgrad. Da bleiben aus deinen 30% des Verbrenners nur lappische 17% übrig. Da kannste dir den Aufwand und das Gewicht sparen und den Verbrenner gleich einsetzen, der hat im Mittel (Voll/Teil-last) auch ca. 17%...
Ein Serieller Hybrid ist also Unfug.
Das System Brennstoffzelle-E-Motor kommt da immerhin noch auf 50%, der Reformer und E-Motor auf 60%.
Das Gesamtsystem von den fossilen Rohstoffen bis zum Auto sieht aber nicht anders aus. Benzin 88%, CNG 70%, H2 58%.
Effektiv kommen dann beim Verbrenner 14%, bei der Brennstoffzelle-E-Motor 29% und beim Reformer-E-Motor bis zu 42% raus.
Aufgrund der Rohstoffausgangslage sieht man, dass beim Benzin das meiste Einsparpotential wäre. So macht der Prius 2 aus den läppischen 17% gestandene 37% und der Gesamtwirkungsgrad bei 32% schlägt sogar die vielgepriesene Brennstoffzelle...
Eigentlich kommt nur der Schiffsdiesel mit Generator/E-motor noch ran. 88% Diesel, 50%, 80%, 80% -> 28% Aber wer fährt schon den dicken Schiffdiesel und die Kraftwerksgeneratoren durch die Gegend?
Apropos Kraftwerk: Turbinen liegen bei über 90% 😉
Alternative Energiequelle als "billiger" Ersatz? Auch da muss man mal den Wirkungsgrad sehen....
Ähnliche Themen
Moin,
Eine ziemlich interessante Frage, die sich dummerweise nicht so ohne weiteres Pauschal beantworten läßt 😉
Denn das kommt auf den Motor an und darauf was er noch zusätzlich an Anbauteilen hat.
Ein Saugmotor arbeitet z.B. generell nicht so effektiv wie ein aufgeladener Motor. Saugmotoren liegen in der Regel zwischen 30 und 35%, Turbobenziner bei 35-40%. Saugdiesel ebenfalls zwischen 35 und 40%, sehr moderne Turbodieselaggregate kommen bis auf 45%. Es mag den ein oder anderen Motor geben, der noch nen Prozentchen mehr oder weniger bringt ... aber das fällt nicht so ins Gewicht.
Ein stationärer Dieselmotor, welcher nur bei einer festen Drehzahl läuft, kann mit vielen Tricks bis auf ca. 60% Wirkungsgrad hochgepuscht werden, dazu muss man jedoch nahezu alle Tricks der Energiekopplung ausnutzen, was wohl nur in den wenigsten Fällen gemacht wird.
Zur Turbine 😉 Ich habe Sonntag eine interessante Dokumentation zum Thema gesehen. Und zwar über die stationären Gasturbinen von Siemens. Diese werden in Kraftwerke eingebaut. Und Siemens gibt z.B. für ein Kraftwerk mit 1 Turbine und doppelter Wärmekopplung einen thermischen Wirkungsgrad von 68% an. Weiterhin sagen sie aus, das dies der beste Wirkungsgrad ist, der weltweit bislang mit dieser Technologie erreicht wird. In Berlin wird angeblich derzeit mit hochdruck daran gearbeitet dieses System auf knapp über 70% zu bringen.
MFG Kester
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Elektromotoren haben in der Grössenordnung, wie man sie im PKW braucht einen Wirkungsgrad von ca. 75-80%, der Generator auch. Damit hat das System Generator-Motor nur 56-60% Wirkungsgrad. Da bleiben aus deinen 30% des Verbrenners nur lappische 17% übrig. Da kannste dir den Aufwand und das Gewicht sparen und den Verbrenner gleich einsetzen, der hat im Mittel (Voll/Teil-last) auch ca. 17%...
Ein Serieller Hybrid ist also Unfug.
So würde ich das nicht sehen. Du hast Rückgewinnung von Energie durch Rollen und Bremmsen vergessen. Und dann noch die Möglichkeit Akkus von der Steckdose aufzuladen. Damit könnten ja einige Prozente hinzu kommen. Dazu kommt noch Wegfallen von Getriebe, evtl. kompaktere Bauweise von Motor-Generator etc. Zumal ein Serieller Hybrid mit Brennstoffzellen aufzurüsten ist wesentlich leichter als ein Benziner/Diesel. Also wäre auch für die Zukunft vorgesorgt. (Halt den Motor-Generator durch Brennstoffzellen ersetzen und weiter fahren).
@Renno,
Ein serieller Hybrid stellt schon eine technisch recht aufwändige Konstruktion dar, also auch nicht billig. Die gegen eine Brennstoffzelle nur auszutauschen (auch teuer) klingt zwar einfach, aber nur theoretisch.
Versuch mal, ein Auto ohne Motor mit dem Seil abzuschleppen, merkwürdige Straßenlage garantiert, ähnlich wird Tausch dessen gegen eine Brennstoffzelle.
Aber technologisch gesehen, geb ich dir schon recht, E-Motoren im Auto haben sehr wohl ihre Berechtigung (ob Nabe oder nicht)
@Fubbel: Man muß hier bei den Turbinen unterscheiden: Die Dampfturbine (Kohle-KW) oder die in einem Wasser KW haben für sich genommen einen solch hohen Wirkungsgrad. Aber leider ist der Brennprozeß (Gas, Kohle, Öl) auch mit heftigen Wärmeverlusten (Wasser-KW: Strömungsverluste) verbunden. Vor diesem Hintergrund leuchten die 68% (ny) der Siemens-Gasturbine wie der Stern von Betlehem.
Also das mit dem Unfug für den seriellen Hybrid war jetzt wieder auf das KFZ gemünzt.
Ein Nabenantrieb hat z.B. im militärischen Bereich sehr wohl seine Berechtigung, man könnte das sich auch bei anderen Grossfahzeugen (Muldenlader etc.) vorstellen, das kann den Verbrauch ohne weiteres auf 50%(!) zurückdrücken und damit auch die Reichweite erhöhen. Da ist dann der wieder der grosse Diesel...
Das mit den Wirkungsgrad der Turbine war auch nur für diese gemeint. Nimmt man jetzt den Rohstoff und die Verbrennung bzw. Dampferzeugung, dann bleiben schnell nur noch < 70% übrig....
Ein Kraftwerk besteht halt leider nicht nur aus der Turbine...
War auch nur gemeint, dass man die nicht ins Auto kriegt 😁😁
Und die tollen Wirkungsgradangaben der Benziner und Diesel sind leider nur Maxima, im normalen Fahrbetrieb bleibt da gerade mal die Hälfte übrig. Wohin also während der Fahrt mit der überschüssigen Drehzahl und dem überschüssigen Drehmoment...
Also, ich hatte ja schon mal aus dem Heinze "Du und der Motor" zitiert. Danach lagen in den 50ern die thermischen Wirkungsgrade bei Benzinern bei 33% bei Dieseln um die 40%.
Interessanterweise geht die thermische Energie beim Benziner zu je einem Drittel in den Auspuff, ins Kühlwasser und auf die Kurbelwelle.
Von den 33% geht nochmal ein Viertel an Energie durch Reibungsverluste und angetriebene Aggregate verloren, so dass beim Benziner nur 25% der eingesetzten Energie bei den Rädern ankommt.
Übrigens: Bei den Dampflokomotiven sind es nur 10-12% gewesen. 😁
Hallo,
hat auch einer Werte vom Wirkungsgrad moderner Direkteinspritzer und aufgeladener FSI.
MfG.
Zitat:
Original geschrieben von Rotherbach
Zur Turbine 😉 Ich habe Sonntag eine interessante Dokumentation zum Thema gesehen. Und zwar über die stationären Gasturbinen von Siemens. Diese werden in Kraftwerke eingebaut. Und Siemens gibt z.B. für ein Kraftwerk mit 1 Turbine und doppelter Wärmekopplung einen thermischen Wirkungsgrad von 68% an. Weiterhin sagen sie aus, das dies der beste Wirkungsgrad ist, der weltweit bislang mit dieser Technologie erreicht wird. In Berlin wird angeblich derzeit mit hochdruck daran gearbeitet dieses System auf knapp über 70% zu bringen.
MFG Kester
Warum hat so ein GUD den so einen besonders hohen wirkungsgrad?
Weil immer noch ein guter Teil an Wärme(Fernwärme) und nicht Exergie(hier elektr. Energie) als Nutzen zählt.
Siemens baut momentan in Ingolstadt ein neues GUD. Wirkungsgrad brechnet sollen knapp 61% ohne Wärmeauskopplung sein.
Von deinen Zahlen hab ich dagegen noch nichts gehört. Und kann ich mir auch nur äußerst schwer vorstellen. Da sonst die die einzel Wirkungsgrade der GT und DT nur knapp unter 90% liegen dürften.
klar wenn man die Abwärme noch zum Heizen benutz kann man sicher auch auf 80% kommen. Aber eben nit 80% exergie
Das Gasturbinen ein Wirkungsgrad von 90% haben halte ich wie oben schon angedeutet für ziemlich mumpitz.
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Das mit den Wirkungsgrad der Turbine war auch nur für diese gemeint. Nimmt man jetzt den Rohstoff und die Verbrennung bzw. Dampferzeugung, dann bleiben schnell nur noch < 70% übrig....
Ein Kraftwerk besteht halt leider nicht nur aus der Turbine...
ich glaub fast das du nit weißt wie ne Gasturbine funzt :S
Zitat:
Original geschrieben von Meik´s 190er
Jep, genau. Denke mittelfristig wird es auf die Hybridfahrzeuge hinauslaufen.
Motor läuft nur wenn er gebraucht wird, Bremsenergie wird nicht nur verheizt sonder genutzt und man kann den Verbrennungsmotor länger im optimalen Bereich fahren. Im Stadtverkehr die unschlagbare Lösung.
Und da haben wir ein wirtschaftliches problem. Wenn man ein reines Stadtauto mit einem Hybrid-Antrieb ausstattet, kostet das dann soviel, wie ein Fahrzeug 2 Klassen größer. Das Gewicht macht ja heute kaum noch noch nen Unterschied von einer zur nächsthöheren Klasse. Der Verbrauch dann auch nicht. Diese Fahrzeuge sind dann einfach unwirtschaftlich, sowohl für den Hersteller als auch für den verbraucher.
was mich mal interessieren würde, wie der verbrauch/wirkungsgrad bei folgender Kombination aussieht: Erdgas -> Brennstoffzelle -> E-Motor zusätzlich rückgewinnung der Bremsenergie und Speicherung in Kondensatoren.
Klar die CNG-Tanks wiegen, aber der verbrenner fällt weg, genauso wie der Benzintank. Platz und Gewicht dürfte daher nicht das Problem sein.
Die Frage die sich dann noch stellt, kriegt man Reichweiten von 500km problemlos hin? Denn das sollte schon das Minimum sein, wenn man auf diesen Kraftstoff angewiesen ist...
Bei Kraftwerksturbinen verhält es sich etwas anders. Wie bereits gesagt wurde, werden die 90% nur mit Kraft-Wärme-Kopplung erreicht, bei reinen Elektrizitätswerken (im Sommer laufen viele so) erreicht man vielleicht 50%...
Das die Turbine alleine für sich 90% Wirkungsgrad erreicht ist gut möglich, aber völliger Blödsinn darauf herumzureiten, denn wichtig ist vor allem der Wirkungsgrad des Synchrongenerators der dahinterhängt 😉
Gasturbinen sind bisher in Großkraftwerken absolut unüblich, die dienen im Allgeimeinen nur zur Deckung von Mittel- bzw. Spitzenlast...
Neuere Gasturbinen nutzen irgendwie schon den Gasdruck mit dem das Gas aus der Leitung kommt zur Energienutzung, deswegen haben die nen höheren Wirkungsgrad... Kann natürlich sein das es mittlerweile schon wieder was neues gibt, aber das ist jetzt mein Erkenntnisstand 😉
Mit wirtschaftlich sprichst du einen entscheidenden Punkt an.
Wichtig wäre dabei aber vor allem die Massenherstellung. Je mehr Autos hybridisiert werden desto billiger wird die Technik.
Bei Mild-Hybrid-Technik geht man derzeit von rund 500-1000€ Mehrpreis bei Massenherstellung aus. Die elekrische Maschine kostet nicht viel mehr als die konventionellen Starter und Lichtmaschinen. Was als Mehrpreis bleibt ist vor allem der Akku mit Ladeelektronik.
Also durchaus ein Rahmen wo sich der Mehrpreis gegen die Verbrauchsminderung rechnen kann.
Bei den Voll-Hybriden sieht das schwieriger aus. Der Aufwand ist einiges höher und gegen den Mild-Hybriden nur noch im überwiegenden Stadtverkehr weitere grössere Einsparungen möglich. Bei der Brennstoffzelle sieht das ähnlich aus. Sie hat ihren höchsten Wirkungsgrad bei kleiner Last, spielt ihre Vorteile damit ebenso vor allem im Stadtverkehr aus. Auf BAB mit höherem Durchschnittstempo sind bei heutigem Stand die sparsamen Diesel noch effektiver.
Aber die Entwicklung schreitet ja immer weiter voran, noch sind kaum Konzepte serienreif.
Gruß Meik