Zu wie viel Prozent wird der Wirkungsgrad eines ottomotors in kupplung, Gangschaltung und weiteres beeinträchtigt?
Meine Überlegung wäre dass wenn da im umwandlungs und umlenkungs Prozess sowieso nochmal über so und so viel Prozent Energie verloren geht könnte mann dann nicht einfach den weg vom Motor zu den Reifen mit Elektronik bewältigen um so eine bessere Effizienz aus dem Motor heraus zu holen?
Ist keine unbedingt ernstgemeinte Frage deshalb bitte kein "Ja dann kannst du auch gleich eine Batterie nehmen" darum geht es nicht
6 Antworten
Das ist nicht nur theoretisch möglich, sondern wird so ähnlich bei Schienenfahrzeugen tatsächlich gemacht. Ich glaube allerdings mit einem Akku als Pufferspeicher.
Der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors ist ja nach Betriebspunkt stark unterschiedlich und kann bei einem modernen Dieselmotor z.B. von wenigen Prozent (meist bei niedriger Last) bis über 40 Prozent im Bestpunkt ( meist moderate Drehzahl und ca. 4/5 Volllast)
Bei deinerm Vorschlag könnte man den Verbrenner im Bestpunkt laufen lassen und damit einen Generator antreiben, mit dessen Strom wieder ein elektromotor für den Antrieb betrieben wird. In der Praxis bräuchte man für die Regelung des Fahrzeugantriebs allerdings einen Pufferspeicher ( Akku) und Leistungselektronik und dann hast du im Prinzip einen seriellen Hybrid (z.B. Opel Ampera)
Den von dir angesprochenen Wirkungsgrad von Kupplung und Getriebe sehe ich allerdings nicht ganz so entscheidend. Kupplung ist nur beim Anfahren relevant, Getriebe WG ist schon sehr gut. Da ist die Umwandlung und Speicherung vom Strom glaub ich schlechter. Entscheidend ist, dass man das volle Potential des Verbrenners nutzen kann.
Durch die Kupplung überhaupt nicht, weil sie einen starren Durchtrieb herstellt. Das Schaltgetriebe beeinträchtigt den Wirkungsgrad im unteren einstelligen Prozentbereich. Bei früheren 3-Gang-Automatikgetrieben der 70er Jahre war das anders, deren hydraulischer Drehmomentwandler erzeugte in allen Gängen Schlupf und damit einen fühlbaren Wirkungsgradverlust. Bei US-Autos wurde dieser Wirkungsgradverlust einfach durch mehr Hubraum und Motorleistung aus gegelichen, Sprit war dort billig.
In den 80er fing man bei Mercedes an, wenigstens den 4. und höchsten Gang mit einer starren Wandler-Überbrückung aus zu statten, bei modernen Automatikgetrieben werden die meisten Gänge ausser dem Ersten nach dem Schaltvorgang starr überbrückt. So können Autos mit Automatikgetriebe heute sogar weniger verbrauchen als Handschalter, weil sie über 8, 9 oder bis zu 10 (Ford) Schaltstufen verfügen und somit drehzahlreduzierende Gänge für die Autobahn zur Verfügung stehen.
Es gibt eine Fülle von Nebenaggregaten und Funktionen die den Wirkungsgrad schmälern:
- Klimaanlage
- Wasserpumpe
- leicht schleifende Bremsen
- Reifen-Rollwiderstand
- Lagerreibung Getriebe, Kupplung, Antriebswellen, Räder
- Allradantrieb (sofern vorhanden)
- elektrische Verbraucher erhöhen Lichtmaschinen-Leistungsaufnahme:
- Klimaanlage
- Lüftung
- Licht
- Infotainment
- Heckscheibenheizung
Bei einem Dieselmotor liegt der Wirkungsgrad bei circa 45 %, bei einem Benziner nur bei 20 %.
Dagegen liegt der Weltrekord beim Elektromotor bei fast 100% Energieeffizienz:
https://www.industr.com/de/weltrekord-elektromotor-mit-fast-prozent-energieeffizienz-2299451
Inwiefern zu wie viel Prozent der Wirkungsgrad in Kupplung, Gangschaltung und weiteres beeinhaltet, ist daraus leider nicht ersichtlich... :-((
Kupplungsverluste sind temporär, Getriebe sind auf geringe Verluste getrimmt.
Die größten Verluste hat der Motor bei der Umwandlung von chemischer in mechanische Energie.
Auch Systeme mit Elektro Motoren am Rad haben Verluste, gesamt aber weniger als Verbrenner.
Nachteil von Radmotoren ist die hohe ungefederte Masse.
Bei einem "Ottomotor" sprichst du wahrscheinlich von einem Benziner. Er ist ne Verbrennungskraftmaschine und mit der wirst du selbst unter ausnützung aller Tricks keinen höheren Wirkungsgrad als 41 % erreichen. Man kann zwar versuchen, Abwärme weiter zu nutzen und sowas und dann den "Gesamtwirkungsgrad" des Antriebes zu steigern, aber irgendwo muss man die Aggregate dafür ja auch unterbringen. Ich sage, der Verbrenner ist tot. Ein Benzinmotor hat heutzutage einen Wirkungsgrad von ca. 30%, ein Diesel 33 - 34%. Der faktische Geamtwirkungsgrad eines Autoantriebes ist ca. 25%. Bei Elektroautos hat der Motor fast den dreifachen Wirkungsgrad, prinzipiell. Aber bei E-Motoren kommt es darauf an, unter welcher Belastung und bei welcher Drehzahl sie laufen. Aber der Wirkungsgrad ist IMMER wesentlich besser als bei den Töfftöffs. Leider versucht man momentan den Verbrennerantriebsstrang, durch einen mit E-Motor 1:1 zu ersetzen, damit man seine Taktstraßen nicht umbauen muss, denn davor haben die Autobauer Angst wie der Teufel vorm Weihwasser.