Physik Motoren?
Ist das so richtig? Bitte mit Begründung, wenn es falsch ist. Wäre sehr lieb, danke!
- Ein Auto mit mit einem Ottomotor oder mit einem gleich „starken“ Dieselmotor angeboten. Welcher Motortyp braucht weniger Energie auf 100 km weniger Treibstoff und wie kommt es zu dem Unterschied?“
,,Der Dieselmotor braucht auf 100 km weniger Treibstoff, da der Wirkungsgrad höher ist. Es kommt zu dem Unterschied, weil Diesel über eine höhere Energiedichte verfügen und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wesentlich stärker verdichtet wird. Dadurch ist der Wirkungsgrad höher, denn der Diesel verbrennt kälter.“
2 Steigt der Benzinverbrauch, wenn man im Auto die Heizung mit elektrischem Gebläse oder die Klimaanlage einschaltet?
A: Der Benzinverbrauch steigt bei einem Auto, wenn man die Klimaanlage einschaltet, denn sie benötigt Energie, die sie vom Motor bezieht. Das Gebläse zieht nur wenig Strom, also ist die Heizung so gut wie gratis im Vergleich zur Klimaanlage.
3 Antworten
Otto- und Dieselmotor geben sich bei der Energieausbeute nicht wirklich viel. Diesel hat einen höheren Brennwert pro Liter als Benzin. Dadurch ist der Verbrauch in Liter dementsprechend geringer.
Für die Klimaanlage muss ein Kompressor betrieben werden. Dieser zieht Motorleistung ab.
Gleiches gilt für sämtliche elektrischen Verbraucher. Diese ziehen Strom, welcher durch den Generator erzeugt wird. Auch der Generator zieht Motorleistung ab.
Der Wirkungsgrad des Dieselmotors ist in der Regel etwas höher, da beim Diesel nur Luft und kein Gemisch verdichtet wird. Dadurch ist eine höhere Verdichtung möglich, was mehr Leistung bringt.
Dabei werden jedoch Stickoxide gebildet, die wiederum aufwendig bei der Abgasreinigung nachbehandelt werden müssen. Ohne diese Einschränkung könnten Dieselmotoren noch deutlich sparsamer laufen.
Ja, Klimaanlage und Gebläse erhöhen beide den Verbrauch. Die Klimaanlage jedoch deutlich mehr, da der Kompressor mehr Antriebsenergie abzieht.
Dabei werden jedoch Stickoxide gebildet, die wiederum aufwendig bei der Abgasreinigung nachbehandelt werden müssen.
Vielleicht sagen Dir die Kürzel "GDI" und "FSI" etwas. Das waren mager laufende Ottomotoren von Mitsubishi und VAG, letzterer lief nur anfangs mager, aber das nur als Ergänzung. Der GDI schaffte aufgrund seiner enorm hohen Stickoxidemissionen nicht einmal die lasche Euro 2, wurde daher recht frühzeitig aus dem Programm genommen. Beim FSI von VAG verbaute man für die Stickoxide einen Speicherkatalysator, welcher jedoch recht anfällig für Beladungen mit Schwefel war. Die Vorgabe des Herstellers lautete Super Plus, denn dieser Kraftstoff war damals der einzige, welcher einen geringen Schwefelanteil aufwies.
Worauf ich hinauswill: Eine erhöhte NOx - Produktion ist nicht dieselexklusiv. Stickoxide entstehen immer dann, wenn Stickstoff, woraus unsere Luft zum größten Teil besteht, hohem Druck und Hitze ausgesetzt wird. Luftüberschuss, beim Dieselmotor konstruktiv gegeben, beim Ottomotor nur selten anzutreffen, erhöht die NOx - Emissionen. Trotzdem haben selbst Ottomotoren, welche nicht mager laufen, heutzutage grundsätzlich einen sogenannten "3-Wege-Katalysator" an Bord, welcher nur deshalb so heißt, weil er drei Schadstoffkomponenten (CO, HC und NOx) auf einmal eliminieren kann. CO und HC durch Oxidation (Sauerstoffzufuhr), NOx durch Reduktion (Sauerstoffwegnahme). Jetzt sind wir aber schon fast im Physikunterricht, fällt mir gerade auf. :D
Die hohen Stickoxidwerte waren weitestgehend auf den Schichtladebetrieb und den damit verbundenen hohen Luftüberschuss zurückzuführen.
Ganz nebenbei hatten diese Motoren auch ein ziemliches Feinstaub-Problem.
Die hohen Stickoxidwerte waren weitestgehend auf den Schichtladebetrieb und den damit verbundenen hohen Luftüberschuss zurückzuführen.
Genau darauf wollte ich hinaus.
Ganz nebenbei hatten diese Motoren auch ein ziemliches Feinstaub-Problem.
Haben alle Direkteinspritzer, auch jene, welche nicht mager laufen. Deswegen wurde extra für diese Motorbauart ein Grenzwert für Partikelanzahl und - masse eingeführt, und die allermeisten aktuellen DI-Ottomotoren haben, ebenso wie Dieselmotoren, einen Partikelfilter.
Physik Motoren?
Ist das so richtig?
Teilweise. Nähere Ausführungen unten.
Es kommt zu dem Unterschied, weil Diesel über eine höhere Energiedichte verfügen und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wesentlich stärker verdichtet wird.
Hier gibt es zweierlei zu erläutern. Erstens: Ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verdichten nur Ottomotoren, Dieselmotoren hingegen verdichten grundsätzlich reine Luft. Zweitens: Den Verbrauchsvorteil eines Dieselmotors hat man auch dann, wenn die Verdichtung identisch ist. Zwar ist sie bei Dieselmotoren meistens höher, aber es gibt mindestens eine mir bekannte Ausnahme: Mazda.
Den Großteil des Verbrauchsvorteils dürfte der höhere Energiegehalt des Kraftstoffs erzeugen, resultierend aus einer höheren Dichte. Einen vermutlich kleineren, aber deshalb nicht unwesentlichen Teil die Tatsache, dass Dieselmotoren extrem mager laufen können - so mager liefe kein Ottomotor. Selbst bei Volllast ist immer noch ein kleiner Luftüberschuss vorhanden (Lambda größer als 1), bei Leerlauf hat man etwa Lambda 6, während heutige Ottomotoren meistens mit Lambda 1 laufen. Lambda 1 entspricht übrigens rund einem Teil Kraftstoff auf 15 Teile Luft. Zum Vergleich: Es gab mal "Magermix" - Ottomotoren, aber die liefen kaum über Lambda 1,6 (ca. 1:25).
Steigt der Benzinverbrauch, wenn man im Auto die Heizung mit elektrischem Gebläse oder die Klimaanlage einschaltet?
Wenn Verbraucher zugeschaltet werden, dreht sich der Generator schwergängiger, weil dann das Magnetfeld stärker wird. Dadurch muss das Gaspedal stärker durchgetreten werden, der Verbrauch steigt an. Hierbei ist es egal, ob man Diesel oder Benzin tankt.
Du musst etwas aufpassen:
- Diesel hat IIRC pro Liter Treibstoff einen höheren Energiegehalt. Die Effizienz bemisst sich aber nach der Energiemenge die du reinsteckst und der Energiemenge die du rausbekommst. Also nicht schreiben "... braucht weniger Treibstoff", sondern "... braucht weniger Energie".
- Auch bei den Otto-Motoren hat sich viel getan. Wie alt ist der Wissensstand des Buchs bzw. des Lehrers? Weiß der auch, dass sich Diesel-HEV meist nicht lohnen und es sie deswegen auch kaum gibt im Vergleich zu Benzin-HEV? (HEV = Hybrid ohne Plugin, also ohne Möglichkeit aus dem Stromnetz Energie ins Auto zu laden)
- Eine Klimaanlage kann sowohl heizen als auch kühlen, insofern ist deine Aussage falsch, weil du so tust, als könnte die Klimaanlage nur kühlen. Ja, ein Gebläse bläst mit wenig Strom die "Abfallwäme" des Motors in den Innenraum, wenn es warm werden soll. Allerdings sind heute auch die Verbrenner oft so effizient, dass gerade wenn der Motor kalt ist gezielt Wärme erzeugt werden muss, was Extrakosten erzeugt ggü. wenn der Motor warm ist. Und ein Klimakompressor der Luft um viele °C kühlen soll, braucht recht viel Energie vom Motor. Wenn es nur wenige °C sind, ist das aber auch nicht soviel Energie.
notting
Weiß der auch, dass sich Diesel-HEV meist nicht lohnen?
Worauf fußt diese These? Die aktuellen Mercedes W206 und W214 (C-Klasse und neue E-Klasse) haben auf Wunsch Dieselmotoren mit Mildhybrid. Sie sind auf der Autobahn schon fast übernatürlich sparsam, Verbrauchswerte von rund 3 Litern bei gemächlicher Fahrt mit 100 km/h und rund 4 Litern bei Richtgeschwindigkeit / 100 km sind für die jeweiligen (sehr aerodynamischen) Stufenheckversionen zumindest im Sommer absolut im Bereich des Machbaren. Die Werte liegen rund einen Liter unterhalb der Werte von direkten Konkurrenzmodellen, welche Dieselmotoren ohne Hybridisierung nutzen. Ich denke also nicht, dass sich das nicht lohnt, lese mir aber natürlich, wie immer, auch gerne andere Meinungen oder Erfahrungen durch.
haben auf Wunsch Dieselmotoren mit Mildhybrid
Ich habe von HEV gesprochen, also nicht von mHEV.
notting
Ach so, Du meinst jene, welche kurze Strecken rein elektrisch unterwegs sein können?
- Dieselfahrzeuge werden zum größten Teil auf der Langstrecke bewegt. Auf der Langstrecke bringen Hybride generell nicht soviel, weil man meist sehr vorausschauend vom Gas gehen kann statt zu bremsen etc. Außerdem neigen Diesel bei Kurzstrecken stark zur FAP-Verstopfung. Wenn ein Teil rein elektr. gefahren wird (hier meine ich insb. PHEV), kann es sein, dass der Motor nur kurz läuft, weil man mal ein bisschen mehr Leistung gebraucht hat etc.
- https://efahrer.chip.de/e-wissen/diesel-hybrid-im-pkw-darum-macht-das-nur-noch-ein-hersteller_102545 "Marktpolitisch betrachtet hat der teure Diesel-Hybrid im Vergleich zum Benzin-Hybrid keine nennenswerten Vorteile: Weil die geltende WLTP-Verbrauchsnorm alle Plug-in-Hybride sehr wohlwollend bewertet und auch die meisten Benziner auf einen Normverbrauch zwischen 1,5 und 2 Litern pro 100 km kommen, bringen die Diesel-Hybride für den kritischen Flottenverbrauch der Hersteller keinen weiteren Vorteil. Das ist der wahre Grund, warum die meisten Hersteller mittlerweile auf den Plug-in-Hybrid mit Diesel-Verbrenner verzichten."
notting
Dankeschön!! Also das Buch ist von 2013. Gibt es demnach dann andere gute Quellen?
Müsste auch selbst erst im Internet nach "effizienz verbrenner hybrid" & Co. suchen bzw. auf Youtube "bloch erklärt" & Co. anschauen.
notting
Also hab ich das jetzt richtig verstanden, dass Dieselmotoren nur einen höheren Wirkungsgrad haben, da der Kraftstoff mehr Energie enthält und sowohl die Klimaanlage als auch das elektrische Gebläse den Benzinverbrauch steigern?