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
mann entweder wir diskutieren vernünftig oder gar nicht.
Ich hab nicht behauptet das ein Emotor schlecht ist. Nur die Versorgung. Und nein ich glaub nicht das sich in Richtung Akku noch viel mehr verbessert. Soweit ich weiß haben die auch einen theoretischen Maximalwirkungsgrad bzw. max. Kapazität. => keine lösung
Da gefällt mir die Lösung den Strom in h2 umzusetzen und dann wieder in einer Zelle zurückzugewinnen besser, aber h2 ist da kagge wegen diffusion etc.
Zitat:
Original geschrieben von Basti16
BMW ist am testen einer Dampfturbine die Wärme aus dem Abgas nutzt und an den Antrieb leitet. Es wurden so ca. 15 PS erzeugt und dadurch 1,5l KS weniger verbraucht.
MfG.
hrm, ich glaub das hatte mein Prof mal in ner klausur. Fazit war das es sich wirtschaftlich nicht lohnen würde. Vorallem nicht bei einem instationären Motor.
Kleine Rechnerei (korregiert mich wenn ich falsch liege)
1) Wirkungsgrad eines Verbrennugsmotor (an der Kurbelwelle bei optimalen Drehzahl) - 35 % (WV)
2) Wirkungsgrad eines Generators - 90 % (WG)
3) Wirkungsgrad eines E-Motors - 85 % (WE)
Gesamtwikungsgrad des Generators WV*WG = 31,5 %
Angenommen Wirkungsgrad der Batterie wäre 90 %
Dann hätte man den Wirkungsgrad an den Rädern um die 24 %. Und das wäre dann im gesamten Drehzahlbereich.
Im Vergleich hat ein Auto mit einem Verbrennungsmotor den Durchschnittswirkungsgrad um die 18%. Damit hat ein Serieller Hybrid den Wikungsgrad um 6 % mehr. Dazu würden dann noch Rückgewinnung von Energie und Aufladen aus dem Netz kommen. Was den Wirkungsgrad noch mal erhöhen würden.
Den seriellen Hybriden, also der Verbrennungsmotor der den Generator treibt halte ich nicht für soo günstig, denn es besteht das Problem das der Verbrennungsmotor halt relativ ziemlich genau die Leistung haben muss, die der Elektromotor benötigt, plus die Verlustleistung durch Reibung usw... Das bringt ein hohes Gewicht des Fahrzeugs mit sich...
Ich denke eher, das die Kombination aus Verbrennungsmotor und unterstützendem E-Antrieb die bessere Wahl darstellt, der Elektromotor greift beim Anfahren und im Stadtverkehr ein und speist sich zu einem hohen Prozentsatz selbst, indem er beim Bremsen als Generator fungiert... Das spart sogar Bremsbeläge.
Das Problem bei dieser Kombi ist halt bloss, das man sich von vornherein klar sein muss, für welchen Einsatzzweck man das Auto benötigt... Je nachdem muss man sich dann für ein Auto mit starkem Elektromotor und schwachen Verbrenner für die Stadt oder eben dem Gegenteil für die Langstrecke entscheiden...
So würden sich beide Antriebskonzepte ergänzen und die Schwächen werden ganz gut ausgeglichen...
Rein alternative Antriebskonzepte mit Elektromotor sind meiner Meinung nach erst mit der Brennstoffzelle möglich bzw. sinnvoll... Dann besteht das Problem mit der Speicherung nicht mehr so extrem..
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sicherlich ist es sehr schwer, bzw. unmoeglich die tech. entwicklungen der zukunft vorherzusagen.
mittelfristig wird wohl der verbrennungsmotor nicht verschwinden. mittelfristig sind auch sicher biodiesel etc. einsetzbar. langfristig aber wuerde ich nicht darauf setzen, weil es immer noch eine verbrennung ist. auch wenn keine russpartikel daraus hervorgehen, und keine ressourcen angezapft werden, die nicht erneuerbar waeren, die verbrennung besteht nach wie vor. das wird wohl aber zum problem werden, besonders bei stetig ansteigendem verkehr. langfristig wuerde ich also auf e-antrieb setzen... und bei der stromerzeugung muss auch noch viel passieren... weniger verbrennung ,mehr wasserkraftwerke (wie auf der brasilianisch-paraguayanischen grenze) die atomkraft wird immer verteufelt, teilweise wohl auch zurecht, aber langfristig ist sie sicherlich umweltfreundlicher als kohlekraftwerke...
und bei der rapiden entwicklung der brennstoffzellen, bleibt zu hoffen, dass die autos irgendwann mit solcher technik ausgeruestet werden koennen
utoktok
ochnö jetzt kommt die diskussion wieder :S
natürlich super atomenergie. In 26Jahren gibts kein Uran mehr. Also nit immer alles nachplappern was einem so ins Ohr gelegt wird.
ahjo die wirkungsgrad rechnung versteh ich ned. Was soll das mit dem Generator? davor muss ja wieder ein Vebrenner mit schlechtem Wirkungsgrad oder? Insofern sinnlos
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
In 26Jahren gibts kein Uran mehr.
dann erbrüten wir halt welches.
homo sapiens, wir kommen schon über die runden
nicht wenn wir mit weiterhin 200 normalen Kernkraftwerken arbeiten. Dazu müßten wir mindesten 180 auf den SB umsteigen. Machbar? Eben
Naja zum Schnellen Brüter i.A. hab ich mich hier auch schon mal breit und lang geäußert. War sogar in diesem Forum.
Die Atomkraft ist so ziemlich das Umweltschädlichste was es so an Energiequellen gibt...
Es bleibt hochradioaktiver Abfall zurück dessen Lagerung auf hunderttausende Jahre sichergestellt werden muss und es ist noch immer keine "sicheres" Endlager dafür gefunden, weil verständlicherweise keiner hochgefährlichen Müll vor der Haustüre haben will. Dazu kommt das in Gegenden, die nah an AKWs liegen , vermehrt Leukämie und andere Krebserkrankungen auftreten...
Auch Wasserkraftwerke müssen nicht unbedingt umweltfreundlich sein, wenn man bedenkt das man damit beinahe zwingend in die natürlichen Strömungen des Flusses eingreift, was für einige Tiere fatal sein kann...
Außerdem kommt es dabei stark auf die geografischen Gegebenheiten an, in Norwegen ist es zum Beispiel kein Problem das ganze Land zu 100% mit Wasserkraftstrom zu versorgen, in Deutschland ist das nahezu unmöglich...
Der Drei-Schluchten-Damm in China wird langfristig eine ökologische Katastrophe werden...
Kohle wird daher noch recht lange ein wichtiger Energieträger bleiben...
Mit dem Generator und dem Verbrennungsmotor ist bestimmt nicht die endgültige Lösung aller Probleme gefunden, ganz so schwachsinnig wie es sich anhört, ist aber trotzdem nicht...
Denn ein Verbrennungsmotor der nur Strom erzeugt kann dauerhaft in seinem optimalen Wirkungsgrad arbeiten, und bei voller Batterie einfach abschalten...
Wäre ne gute Lösung wenn das hohe Gewicht nicht wäre... Für besser halte ich wie gesagt beides zu kombieren, damit beide Motoren in den jeweils optimalen Drehzahlbereichen arbeiten, damit ist schon viel gewonnen...
damit ist gar nichts gewonnen. Weil du beim fahren ständig strom brauchst. Damit läuft der Motor also. Der Wirkungsgrad wäre bekaggt weil du leider den wirkungsgrad des verbrenners vergessen hast. den: wirkungsgrad=nutzen zu aufwand! Jede weitere Energieumwandlung wirkt sich negativ aus. Dann ist es tausendmal besser lieber gleich einen verbrenner zu fahren, und ihn mit elektro zu unterstützen hybrid eben.
Wenn wir wirklich unweltfreundlich werden wollen, dann müssen wir zusehen unsern Energieverbrauch zu minimieren! D.h. es dürfte nur Energie aus der Sonne gewonnen werden. Den nur die Energie geht bei einer Bilanzierung über die Grenze Erde wieder raus. Im moment haben wir also ein äußerst instationäres System wo wir wesentlich mehr energie in das System Erde ablassen, als sie wieder abgibt.
Es ist also schwachsinnig darüber zu diskutieren ob es eine globale Erwärmung gibt oder nicht. Denn jeder der sich nur mal eine Minute zeit nimmt darüber nachzudenken wird das gleiche festellen
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
ahjo die wirkungsgrad rechnung versteh ich ned. Was soll das mit dem Generator? davor muss ja wieder ein Vebrenner mit schlechtem Wirkungsgrad oder? Insofern sinnlos
also, soweit ich das verstanden habe, hat ein Verbrenner den Wirkungsgrad von 35% nur im idealen Drehzahlbereich (meistens die Hälfte von maximum). Mit einem Genrator lässt sich so ein Verbrenner immer in diesem Bereich zu betreiben (sprich immer an der Grenze zu maximaler Effizienz). Könnte man diese Energie zu 100% weiter übertragen, wäre ein E-Motor eine ideale Lösung.
das kann aber eben nicht. Deshalb ist der Lösungsansatz nicht zu gebrauchen, weil du mit deiner hintereinanderschaltung von Wgs sicher immer schlechter dran bist als ein Verbrennungsmotor der auch mal außerhalb seines Wg optimum läuft! Darüber hinaus muss man noch das größere Gewicht einer solchen Kombination erwähnen. D.h. auch hier würde es den spar effekt sofort wieder über die höhere Masse verschlucken!
So schlecht ist die Lösung des seriellen Hybriden nicht. Der Motor läuft immer nur in seinem optimalen Betriebspunkt, der gegen den unteren Teillastbereich durchaus bis zu doppelt so gutem Wirkungsgrad haben kann.
Weiterer Vorteil: Der Verbrenner kann deutlich(!!) kleiner sein, da er nur noch für die Durchschnittsleistung ausgelegt werden muss. 75PS reichen bereits für rund 170km/h Reisegeschwindigkeit auf der BAB aus. Zusätzlich entfällt der normale Antriebsstrang, insbesondere das Getriebe. So ist schon ein grosser Teil des Mehrgewichts von Generator/Motor und Akkus aufgefangen.
Welche Lösung jetzt sinnvoller ist, parrallel- oder seriell- Hybrid hängt vielmehr vom Einsatz ab. Bei viel BAB-Fahrten ist klar der parallele besser, weil er seine Motorleistung direkt auf die Räder bringt, der serielle hat dagegen im Stadtverkehr nochmehr Potential, da der Verbrennungsmotor ganz unabhängig vom Fahrzustand arbeiten kann.
Da wir immer noch keine wirklich saubere EnergieQUELLE haben wird auch längerfristig der Verbrenner im Auto erste Wahl sein. Der Umweg über Kraftwerke mit Leitungsverlusten usw. verliert mehr als das Kraftwerk gegen den Kolbenmotor gewinnt. Daher sind auch die E-Autos in der Versenkung verschwunden, da sie ökologisch keinerlei Vorteile besitzen solange der Strom nicht in ausreichender Menge rein regenerativ gewonnen werden kann.
Wobei es immer noch eigentlich schwachsinnig ist wenn wir in Punkto Treibhauseffekt und Co. immer nur auf unsere Autos gucken. Die tragen nur zu minimalstem Anteil dazu bei wenn man alleinge guckt wieviel Länder noch FCKW in rauhen Mengen nutzen das einen vielfach höheren Treibhauseffekt hat oder der Verkehr grad mal weltweit zu 0,47% am CO2-Ausstoss beteiligt ist. Oder "Ökoautos" schlechter recyclingfähig sind und der Mehraufwand bei Produktion im Betrieb nie wieder aufgefangen wird.
Aber wir brauchen unbedingt sparsamere Autos ....
Gruß Meik
Mir ist schon klar worauf du hinaus willst. Nur dann dürfte der Wirkungsgrad der beiden E-Komponeten nicht viel kleiner wie 1 sein, weil sich dummerweise die Wgs multiplizieren.
Es ging mir nicht so sehr um den Treibhauseffekt, sondern um das System Erde. Da spielt der Treibhauseffekt natürlich mit, in dem er verhindert, das wir energie nach draußen wieder abgeben.
Zitat:
Original geschrieben von Bärchen2
Die Hersteller könnten heute problemlos Motoren mit mehr als 500 PS einbauen. Nur machen die Getriebe und Antriebswellen nicht mit.
Deshalb gibt es den weltgrößten Lastwagen von Liebherr nur mit einem Elektromotor mit Direktantrieb.
Im Falle des LKWs liegt es auch daran dass der Elektromotor zum Bremsen herangezogen wird. Eine normale Bremse bräuchte bei dem tonnenschweren Fahrzeug eine spezielle aufwändige Kühlung.
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
natürlich super atomenergie. In 26Jahren gibts kein Uran mehr. Also nit immer alles nachplappern was einem so ins Ohr gelegt wird.
Bei den derzeitigen Reserven und aktuellem Verbrauch sind es 25-47 Jahre.
Dies setzt allerdings konstante Preise voraus - steigen die Preise so steigen die Reserven an, weil es sich dann lohnt gewisse vorher nicht wirtschaftlich nutzbare Vorräte abzubauen. Zählt man die dazu ist man bei >150 Jahren.
Mit unkonventionellen Abbaumethoden (zB aus Salzwasser) käme man auf >60.000 Jahre - nur lohnt sich das im Moment noch nicht.
Bei der Verwendung von schnellen Brütern könnte man selbst mit den aktuellen Reserven statt 25-47 Jahre mehr als 4.000 Jahre auskommen...