Bester Wirkungsgrad von einem Bennzinmotor?

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3 Antworten

Die Effizienz eines Verbrennungsmotors (mit Kolben) hängt im wesentlichen von der Kompression ab. Je stärker das Gemisch verdichtet wird, desto höher ist die Effizienz.

Das wusste auch ein gewisser Rudolf Diesel, der experimentierte mit Gasmotoren (Motoren die am Erdgasnetz betrieben wurden, aus denen entwickelten sich dann die Benzinmotoren), stellte aber schnell fest, das Gas nur bis zu einem bestimmten punkt verdichtet werden kann bevor es unkontrolliert von selbst zündet. Also erfand er eine Einspritzung die den Treibstoff im richtigen Moment zusetzt und der dann sofort also kontrolliert von selber zündet. Das gelang aber nur mit leichten Ölen, nicht mit Gas oder Benzin das als Gasersatz verwendet wurde. Zuerst liefen die Dieselmotoren auf Lampenöl, später auf leichtem Heizöl /wie Zuhause in der Heizung) das man dann an der Tankstelle "Diesel" nennt.

Benzinmotoren haben zwei Probleme. Zum einen kann die Verdichtung nicht sehr hoch sein, zum anderen kann man die Motorleistung nur über eine Drosselklappe steuern.

Ein Dieselmotor kann die Leistung über die Einspritzmenge steuern und braucht keine Drosselklappe, hinzu kommt, das Diesel 10% mehr Energie pro Liter enthält und der Motor viel höher verdichten kann.

Das schlimmste am Benzinmotor ist die Drosselklappe. Wenn man nicht Vollgas gibt, senkt die Drosselklappe den Verdichtungsdruck. Damit sinkt die Kompression und damit der Wirkungsgrad. Das Gaspedal steuert die Motorleistung also nicht nur durch wengier Gemisch das in den Motor kommt sondern auch dadurch, dass die Effizienz gesenkt wird.

Und je größer ein Benzinmotor, desto stärker muß man den drosseln um das selbe zu machen, aber je mehr man drosselt, desto geringer die Effizienz!

Der Turbo bläst einen Motor bei bedarf auf, kann also auch in einen kleinen Motor mehr Gemisch reim pressen. Dafür muß das Gemisch aber Klopffester sein, also mehr Oktan haben. Damit wird der kleine Motor Leistungsstärker. Der Trick ist hier, dass man in der Stadt wo wenig Leistung gebraucht wird den kleinen Motor nicht "aufbläst", der kleine Motor also mit höhrer Effizienz laufen kann weil er weniger gedrosselt werden muß.

Der Turbo ist also kein Pfusch sondern ein sehr gutes Mittel die Kompression und damit den Wirkungsgrad bei geringen abgerufenen Motorleistungen zu steigern, einfach in dem man in der Stadt den Motor "klein" lässt und auf der Autobahn "groß" macht. So bleibt die Drosselklappe immer schön weit offen und damit die Effizienz.

Die Alternative ist ein sogenannter "Schichtlader". Der lässt den Motor völlig frei athmen ohne Drosselklappe, mischt aber nur Benzin in einen Teil der Luft des Zylinders, nahe der Zündkerze. Was man also als Hubraum zu viel hat für die angestrebte Leistung wird also durch blanke Luft aufgefüllt. Damit erhält man den maximal möglichen Wirkungsgrad der bei einem normalen Benzinmotor nur bei "Vollgas" erreicht werden kann auch über Teillastbereiche. Wärend der Turbo also einen kleinen Motor bei bedarf aufbläst, lässt der Schichtlader seinen Motor entsprechend schrunpfen.

Der Nachteil des Schichtladers ist die extrem komplizierte und teure direkteinspritzung und durch die Explosion verwandelt sich ein Teil der ungenutzten Luft am Boden der Zylinder in Stickoxyde. Die müssen dann durch einen besonders teuren Filter entfernt werden.

Als Fausregel kann man sagen, dass 50% Wirkungsgrad "perfekt" sind bei verbrennungsmotoren, also ein idealer Wirkungsgrad der nur unter bestimmten Bedingungen erreicht werden kann, die meiste Zeit beim normalen Fahren liegt man weit darunter.

Durchbrochen werden diese "magischen 50%" nur durch Stationärdiesel die in Sachen Kompression an die absolute Grenze gehen und dafür nur auf einer ganz festen Drehzahl laufen, die können bei ausreichender Last 55% erreichen, bei gutem Sprit und guten Bedingungen sogar fast bis zu 60%.

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Momentan aber noch in der Entwicklung und Testung Der Freikolbenmotor – Damit rechnen jedenfalls die schwedischen Entwickler bei Volvo. Sie untersuchten einen Freikolbenmotor innerhalb des europäischen Forschungsprojekts FPEC (Free Piston Energy Converter). Demnach hat der Volvo-Freikolbenmotor mit homogener Verbrennung einen Wirkungsgrad von 46 Prozent. Den höchsten Wirkungsgrad soll aber der Stirlingmotor haben. Kann aber schlecht in Autos verbaut werden:)

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ja der legendäre C20XE vom GSI 16V, der war schon gut, ich hab heute noch einen

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