Technik Thema Verbrauch und Internetartikel

erstmal guckt Ihr da:
http://www.jeep-power.de/techtips/was%20macht%20den%20motor%20durstig.htm

Verdichtung: steht, daß hohe Verdichtung niederen Verbrauch begünstig. Soweit klar. Begründung ist, daß der Expansionsweg des Kolbens dann langer ist. Soweit nicht klar. Ich meine, Verdichtung ist auch manchmal ein Ding der Brennraumform, nicht nur des Kolbenhubs. Und ich meine, Verbrauchsvorteil ist dadurch gegeben, daß bei höherer Verdichtung die Brennraumgase-/moleküle vor der Zündung enger beieinander liegen, was eine schnellere Durchzündung und schnelleren Druckaufbau begünstigt. Ein längerer Expansionsweg des Kolbens, also größerer Hub sorgt wohl dafür, daß die Verbrennungsgase sich am Ende des 4.Taktes mehr entspannt haben - und allein das schon sorgt für eine tiefere Temperatur, aber nicht die der maximalen Verbrennungstemperatur sondern nur im Krümmer gemessen.
Wieso ein Dieselmotor kühler läuft, weil seine Verdichtung höher ist, leuchtet mir auch nicht ein. Verdichtet man Luft höher, so steigt nach irgendeinem physikalischem Gesetz dessen Temperatur erstmal dabei. Der Verbrennungsvorteil gleicht das dann aber wieder aus. Mir scheint, daß Diesel insgesamt bei der Verbrennung weniger Wärmeenergie freisetzt, dafür mehr mechanische Energie. Das wird mit dem Wirkungsgrad zu tun haben.
Der Verbrauch beim Diesel ist deswegen geringer, weil er vor allem bei Teillast immer mit Luftüberschuß läuft und deswegen sauberer und energie-besser-einsetzend verbrennt. Zudem hat der Kraftstoff pro Mengeneinheit eine größere Energiemenge inne. Es wird also in Litern gemessen weniger verbraucht, aber in Energieeinheit gemessen sieht das schon weniger eindrucksvoll aus. Und bei Vollast tut der Diesel auch einen guten Teil der Wirtschaftlichkeit verlieren bzw. der Vorsprung zum Benziner schmilzt. Habe gerade mal zum Backup etwas gesucht - Guckt mal bei Wikipedia nach: http://de.wikipedia.org/wiki/Kraftstoffverbrauch - und da: http://de.wikipedia.org/wiki/Dieselmotor bis Thermodynamik lesen.

Dann das mit dem Zündzeitpunkt für Normal und Super. Ich glaube das Problem dabei ist nicht so sehr der Verbrauch, als vielmehr Selbstentzündungen, also Klopfen. An sich birgt Normal eine schnellere Entflammung oder Verbrennung in sich. Und denkbar, aber das weiß ich nicht, daß Super eine etwas höhere Energiedichte pro Mengeneinheit hat, als Normal. Das würde den Verbrauch erklären, denn wir messen den ja in Litern - und erst neumodischerweise in CO2-pro-Wegeinheit.

Ok, der Artikel kommt mir sehr "vage" vor, einige Wahrheiten aber falsche Bezüge und Folgerungen. Aber weil ich auch nicht professionell dabei bin, wäre es gut durch mehr Input das zurechtzurücken. Ist nicht lebenswichtig, aber ich will´s immer gern richtig verstehen.

Verfasst am: 20.11.2008 00:42:26 Titel:

Melde mich hiermit als passiver Leser auch mal zu Wort. Hab dieses Zeug schließlich mal studiert. Der Kumpel hat einige Dinge laienhaft beschrieben und die thermodynamischen Zusammenhänge stellenweise etwas missgedeutet. Die Verdichtung ist zunächst das Verhältnis zwischen Kolbenhub und dem Kompressionsvolumen. Mathematisch definiert:

etta=(Vh+Vc)/Vc

etta (griechischer Buchstabe), der das Verdichtungsverhältnis angibt, bsp. 13:1. Das Hubvolumen ist 13mal größer gegenüber dem Kompressionsvolumen
Vh: Hubvolumen, also das Volumen eines Zylinders, wenn der Kolben ganz unten ist
Vc: Kompressionsvolumen, also das verbleibende Volumen im Zylinder, wenn der Kolben ganz oben ist.

Die Bauform des Brennraums spielt hier keine Rolle. Ein höheres Verdichtungsverhältnis hat stets einen höheren Wirkungsgrad zur Folge. Die Verbrennung ist bei einer höheren Verdichtung intensiver. Warum das so ist, kann man in wenigen Worten nicht fassen. Bei einer hohen Verdichtung wird das Gasgemisch auf hohe Temperaturen gebracht. Dadurch verteilt sich der Kraftstoff besser und gleichmäßiger im Brennraum und vermischt sich besser mit der Luft bzw. Luftsauerstoff. Die Moleküle liegen dann auch dichter zusammen, sodaß sich die Moleküle bei der Verbrennung besser, schneller und intensiver verbinden können. Entscheident ist aber, daß bei der Verbrennung, in Zeitlupe gesehen, sich die Druckwelle ausgehend von der Zündquelle schneller vorwärts bewegt als die Flamme bzw. Flammfront. Die Druckwelle komprimiert das Gasgemisch noch weiter. Hier entsteht dann laienhaft ausgedrückt Sprengstoff, der dann von der Flammfront entzündet wird und explodiert. Je höher die Verdichtung eines Motors ist, desto mehr "Sprengstoff" entsteht im Brennraum und desto heftiger ist die Verbrennung und übt auch somit mehr Kraft auf den Kolben aus. Nennt sich dann Zündruck und beträgt bei einem Dieselmotor mehrere hundert bar. Mit irgendwelchen Expansionswegen hat das eigentlich nichts zu tun. Bei zu hoher Verdichtung entzündet sich der stark komrimierte und dann auch sehr heiße "Sprengstoff" unkontrolliert von selber, ohne daß ihn die Flamme erreicht, meißt zeitgleich an unterschiedlichen Stellen im Brennraum. Das nennt man dann Klopfen. Die Verbrennung ist dann so intensiv, daß Kolben, Ventile und der Brennraum in Mitleidenschaft gezogen werden, z.B. Loch im Kolben oder abgebrannte Ventile.

Der Diesel hat eine niedrigere Abgastemperatur gegenüber einem Benziner, weil pro Arbeitstakt weniger Kraftstoff verbrannt wird. Die Heizwerte bei Diesel und Benzin (egal ob super oder normal) sind ähnlich. Da das Brennverfahren beim Diesel anders ist (selbstzündung) kann man nur eine bestimmte Menge einspritzen, damit diese dann in der kurzen Zeit verbrannt wird. Würde man ähnliche Mengen, wie bei einem Benziner einspritzen, würde nur eine schwarze Fahne aus dem Auspuff kommen. Ein Grossteils des Diesels würde nicht verbrennen. Wenn theoretisch gesehen der gesamte Diesel verbrennen würde, wäre die Abgastemperatur beim Diesel dann genau so hoch wie bei einem Benziner. Der Dieselmotor verbraucht gegenüber dem Benziner weniger Kraftstoff, weil er ungedrosselt betrieben wird, die maximale Luft ansaugt und bei hohem Luftüberschuß noch zündet. Der Benzinmotor braucht immer ein zündfähiges Gemisch. Liegt so bei Lambda 0,7 bis 1,4. Hier muß mit einer Drosselklappe die angesaugte Luft entsprechend reguliert werden und dem Motor wird bei niedriger Last quasi der Hals zum Atmen zugedrückt

Muß jetzt ins Bett.

Verfasst am: 20.11.2008 12:56:41 Titel:

Klasse, Danke.

einmal hatte ich mich doof ausgedruckt. Bei der Brennraumform dachte ich, losgelöst vom Hub, daran daß beim Rover V8 die Verdichtung durch Kolben mit planer oder ausgemuldeter Oberfläche verändert wird. War formuliert zum mißverstehen.

ISt das echt so mit dem Brennwert ? In einem Link steht etwas, das sich mit dem deckt was ich früher mal hörte, nämlich daß Diesel pro Mengeneinheit mehr CO2 emittiert. Also stecken da die Kohlenstoffatome dichter, sozusagen. Längere Molekülketten werden es machen. Hätte jetzt gedacht, daß dadurch mehr Energie in den Molekülen steckt. Prinzipiell. Muß nicht zutreffen.

Verfasst am: 20.11.2008 14:24:35 Titel:

Klingt zumindest gut was Du da schreibst. Aber in einem Punkt widerspricht Wikipedia doch eindeutig:

Verfasst am: 20.11.2008 16:58:20 Titel:

Der Unterschied der Heizwerte beträgt etwa 10 Prozent. Daraus kann man nun für sich interpretieren, ob das nahe beieinander liegt oder einen großen Unterschied ausmacht. Ich denke mal, dass es bei 10% ne Ansichtssache ist. Winke Winke

Offroader Mit dabei seit Anfang 2007

Hallo, wikipedia ist halt wikipedia da darf jeder was reinschreiben und ob das immer genau stimmt ist manch mal etwas fragwürdig. Ich hab da auch schon Beiträge gefunden die nicht stimmen.

Gruß Gisli

Verfasst am: 27.11.2008 19:36:33 Titel:

Nochmal zu den Heizwerten: Zwischen Normalbenzin und Super gibt es eigentlich keinen Unterschied im Heizwert. Die Grundsubstanz bzw. der Ausgangsstaff ist der selbe, also Rohbenzin. Zum Super werden gegenüber Normalbenzin mehr Additive hinzufegügt, sodaß der Kraftstoff dann klopffester wird. Insgesamt besteht das moderne Benzin immer noch aus ca. 95% bis 98% Rohbenzin, also Oktan chem. Formel C8H18. Der Diesel besteht hingegen aus Cetan. C16H34. Das Cetanmolekül hat gegenüber dem Oktan doppelt so viel Kohlenstoffmoleküle. Der Heizwert ist hier daher etwas geringer, weil das Cetan zum vollständigen Verbrennen doppelt so viel Sauerstoff braucht und die Verbrennung zwar intensiver ist aber etwas mehr Zeit in Anspruch nimmt. In meinen alten Thermodynamikunterlagen sind folgende Werte angegeben Normal und Super 43.900 kJ/kg und Diesel 43.350kJ/kg, also im Prozentbereich. Über den Heizwert kann man eine Wissenschaft draus machen. Jeder mißt den Heizwert auf seine Weise. Es gibt keinen echten Standart und telefonbuchdicke Tabellen. Bei uns in der Uni sind wir beim Rechnen und Vergleichen immer davon ausgegangen, daß Diesel und Benzin vom Heizwert her gleich sind und der Fehler ebenfalls nur im Prozentbereich liegt. Die Kraftstoffhersteller geben immer einen besonders hohen Heizwert an. Wollte als Nachtrag zu meinem ersten Beitrag noch etwas los werden. Vorher bin ich mehr auf das Brennverfahren vom Benziner eingegangen. Ein richtiger Defenderfahrer fährt natürlich Diesel. Der Verbrauchsvorteil vom Diesel liegt auch darin begründet, daß der Diesel mit sehr hohem Luftüberschuß betrieben werden kann. Der Dieselmotor saugt die ungedrosselte Luft an und komprimiert diese. Kurz vor dem oberen Totpunkt erhitzt sich die Luft auf ca. 700°C. Genau in die heiße komprimierte Luft wird dann der Diesel eingespritzt, der sich dann gleich von selbst entzündet (daher die hohen Einspritzdrücke, um in den kompimierten Brennraum überhaupt einspritzen zu können). Ein zündfähiges Luft-Kraftstoff-Gemisch, wie bei einem Benziner muß hier nicht vorherrschen. Der Diesel ist in dieser Umgebung sehr zündwillig. Der Diesel verbrennt, z.B. im Standgas bei sehr hohen Luftüberschüssen, ca. Lambda 8. Würde man Benzin in einen vorkomprimierten Dieselmotor einspritzen, würde nichts oder sehr wenig passieren. Das Benzin würde gegenüber dem Diesel viel schneller im heißen Brennraum verdampfen und sich auch schneller verteilen. Allerdings würde es sich nicht entzünden, weil durch die Verdampfungsenthalpie, also durch Wärmeentzug aus der Umgebung, die Temperatur rapide sinken würde und die Zündtemperatur wird nicht mehr erreicht. Außerdem würde es auch nicht zum zündfähigen Gemisch kommen, wenn in niedrigen Drehzahlen gefahren wird. Benzin benötigt ein ideales Verhältnis von ca. 14:1. 14 Teile Luft zu 1 Teil Benzin. (Entspricht dann Lambda 1) Hier wird dann eine externe Zündquelle benötigt, also eine Zündkerze. Beim Diesel ist die Geometrie des Brennraums sehr wichtig. Viel wichtiger, als beim Benziner. Je optimaler der Brennraum ausgeführt ist, desto schneller verteilt sich der brennende Kraftstoff im Brennraum und verbrennt dann auch gleichmäßiger und vollständiger. Bei hohem Drehzahlen, wo viel Leistung dem Motor abgefordert wird, ist die Zeit zum Einspritzen und Verbrennen sehr kurz. Bei ca. 5000U/min sind das knapp 40 Verbrennungen pro Sekunde. In dieser kurzen Zeit muß sich der Kraftstoff sehr schnell im Brennraum verteilen und optimalerweise den gesamten Sauerstoff im Brennraum verbrennen. Wenn man es schafft den gesamten Luftsauerstoff im Brennraum zu verbrennen, dann hat man es geschafft und kann den Motor mit höchsten Wirkungsgrad zum Patent anmelden. Ich arbeite bei einem nahmhaften Automobilhersteller in der Entwicklung. Land Rover ist es leider nicht. Bei denen hätte ich längst die Motoren aus dem Fenster geworfen. Wir stecken Millionenbeträge in die Optimierung von Brennraum und Verbrennung von Dieselmotoren rein. In Zukunft könnte sich der Dieselmotor zu einem Zwitter ebenfalls mit Zündkerze entwickeln. Die angesaufte Luft wird mit Kraftstoff angefettet und verdichtet. Anschließend wird dann weniger Kraftstoff als bisher eingespritzt, der sich dann aber nicht mehr von selbst entzündet, weil das Kraftstoffluftgemisch nicht mehr so heiß ist (durch Wärmeübertragung und vorherige Verdampfungsenthalpie). Man würde dann auch hier bei einem Diesel eine Zündkerze benötigen

Falls innermotorische Fragen da sind, ruhig stellen. Ich versuche sie für einen Laien oder halbwissenden zu beatworten. Das Thema ist zu komplex, um hier einfach nur einen Aufsatz zu schreiben

Verfasst am: 27.11.2008 20:10:25 Titel:

Klasse

Für mich darfs ruhig etwas spezieller sein und tiefer in die Materie gehen. Das Problem der idealen Zerstäubung hatte man ja früher bereits sehr elegant mit dem Vorkammer-System gelöst. Bei dem die beginnende Verbrennung zur fast optimalen Verteilung des Restkraftstoffs führte. Nur ist der Rest an diesem Verfahren alles andere als zeitgemäß, jedoch erreichen diese Motoren sogar mehr als 5500rpm und haben eine konstruktionsbedingt unterstützte lange Lebensdauer - Da das Verfahren wiederum sehr schonend ist.

Die Heizwerte für Benzin und Diesel werden aber selbst im Römpp mit etwa 10% Abweichung angegeben, auch wenn dies grundsätzlich keinen erheblichen Einfluss auf die Betrachtung hat.

Und als kleiner Pedant in Sachen Technik: Lambda 1 ist 14.7:1 (nur der Vollständigkeit halber und um das ca. wegzunehmen) Heiligenschein

Diese Hybridmotoren sollten aber doch laut der Werbung schon in einigen aktuellen fahrzeugen laufen, oder? Wobei ich da wirklich nicht auf dem Stand der Technik bin, da es mir eher die älteren Modelle und deren Umbau angetan haben.

Erzähl mehr

Verfasst am: 07.01.2009 22:12:21 Titel:

äusserst interessantes thema...werde mit begierde mitlesen.... Heiligenschein

aber nur wenns weiterhin so schön verständlich erklärt wird... Knuddel

ich sach imma...wers richtig geschnackelt hat, kann es auch einem laien erklären... YES

	Offroad Forum Foren-Übersicht -> Land Rover
Seite 1 von 1	Beiträge seit dem letzten Besuch anzeigen \|\| Nach oben