Warum haben Motoren eine Höhe Leistung bei einem geringeren Kraftstoffverbrauch wenn diese gut gekühlt sind?
Hallo, ich habe mal in einer Fachzeitschrift gelesen dass Fahrzeuge wenn sie ein gutes kühl System haben eine Höhere Leistung haben und trotzdem einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch.
aber woran liegt das?
3 Antworten
Vermutlich ging es um die Ladeluftkühlung. Kältere Luft hat zum einen einen höheren Sauerstoffgehalt. Zum anderen kann man mit kälterer Ansaugluft auch den Zündzeitpunkt optimaler wählen, da die Klopfneigung geringer ist.
Bei modernen Turbomotoren wird bei hoher Brennraumtemperatur das Gemisch angefettet (Volllastanreicherung). Der Motor kühlt sozusagen mit Benzin. Einfach gesagt wird mehr Benzin eingespritzt, als verbrannt werden kann. Das zusätzliche Benzin erzeugt über die Verdunstung einen Kühleffekt und senkt damit die Brennraumtemperatur.
man braucht nicht gleich die volle Leistung abrufen, deswegen ist der Verbrauch auch moderater.
Das kann zwei Gründe haben:
- die Neigung eines Ottokraftstoffs (Benzin), sich motorschädigend selbst zu entzünden (sog. "klopfende Verbrennung"), ist nicht nur von der Oktanzahl des Kraftstoffs abhängig, sondern auch von den im Brennraum herrschenden Temperaturen.
- Kommt es durch hohe Temperaturen zu einer unerwünschten klopfenden Verbrennung, also Selbstentzündung vor dem Zündfunken, meldet das der akustisch funktionierende Motor-Klopfsensor an das Motorsteuergerät, was die Zündung zum Schutz des Motors auf "früh" verstellt. Hierdurch verliert der Motor jedoch Leistung.
- Bei einem Motor mit leistungsfähigen Kühlsystem und groß dimensionierten Motor-/Zylinderkopf-Kühlkanälen kann die Temperatur des Brennraums logischerweise niedriger gehalten werden, was die Klopfneigung reduziert und eine leistungsmindernde Verstellung des Zündzeitpunkts unnötig macht (oder verzögert).
Bei aufgeladenen Motoren (Turblader oder mechanischer Lader) hilft auf ganz andere Weise ein Ladeluftküler:
- Bei der Komprimierung der Frischluft durch das Verdichterrad des Turboladers oder z.B. ein Roots-Gebläse erwärmt sich die Luft wie in einer Fahrradpumpe bei der man drückt und gleichzeitig die Öffnung zuhält.
- Die erwärmte Luft hat ein höheres Volumen als wenn man sie herunter kühlt.
- Wird die Luft aber durch einen am Kühlwasserkreislauf angeschlossenen Ladeluftkühler gekühlt, ist das Volumen der Luft geringer, pro Ansaughub des Kolbens können daher mehr Sauerstoffmoleküle in den Brennraum gelangen
- durch mehr Sauerstoffmoleküle im Brennraum kann pro Zündung mehr Kraftstoff verbrannt werden, was zu einer Erhöhung der Motorleistung führt
- zudem neigen aufgeladenen Motoren OHNE LADELUFTKÜHLER wegen dem Wärmeeintrag durch die erwärmte Luft eher zu einer Selbstentzündung des Kraftstoffs, also zu einer klopfenden Verbrennung, siehe oben, und müssen daher niedriger verdichtet werden (z.B. mit nur 7:1 statt 10:1), was sowohl die Leistung als auch den Wirkungsgrad (=Verbrauch) stark negativ beeinflusst.
- Aus diesen Gründen besitzen heute ALLE aufgeladenen Motoren Ladeluftkühler während dieser bei der ersten Generation der Turbo-Autos noch nicht vorhanden war, z.B. beim BMW 2002 Turbo und auch nicht beim Porsche 930 Turbo (der zudem durch den luftgekühlten Boxermotor gar kein Wasserkühlsystem besaß)