Priusfreunde.de

Servus.

YarisGerd schrieb:
Der Turbo benötigt jedoch Energie. Beim Adkinson wird der Motor in der benötigten Größe gebaut und wenn nicht so viel Leistung benötigt wird, wird einfach das Verbrennungsvolumen reduziert, was nicht so viel Energie, wie ein Turbo benötigt. Deshalb ist der Adkinson effektiver. Folglich braucht beim Adkinson der Kraftstoff auch nicht mit einem so hohen Druck eingespritzt werden, was den Feinstaub reduziert.

Vielleicht verstehe ich es auch falsch, jedoch zwackt der Abgasturbolader keine nennenswerte Antriebsenergie vom Motor ab, eher im Gegenteil, der Lader nutzt die verbleibende Energie im Abgas, die ein Sauger sonst ungenutzt in die Umwelt bläst und diese Menge ist nicht unwesentlich (weit über die Hälfte).
Der Prius nutzt hier immerhin die Energie im Abgas von seinem Sauger für die Aufheizung des Kühlwassers aber auch er bläst sie sonst ungenutzt in die Umwelt.

Bei einem aufgeladener Motor durch z.B. Kompressor oder G-Lader wird die Energie für die Lader i.d.T. direkt vom Motor erbracht und damit abgezwackt, weswegen diese auch tendenziell mehr verbrauchen, als ein vergleichbarer Motor mit Abgasturbolader. Der Kompressor hat dafür dann andere Vorteile, jedoch keine hinsichtlich dem Verbrauch.

Was meinst du genau mit Verbrennungsvolumen?
Das "Verbrennungsvolumen" ändert sich bei den "normalen" Motoren ebenso.

Der hohe Einspritzdruck bei den Benzindirekteinspritzer rührt von einer feineren Zerstäubung des Kraftstoffs, einer damit besseren Vergasung und so einem "besseren" Gemisch führt, welches vollständiger und gleichmäßiger verbrennt.
Immer höhere Drücke fahren zu können ist ein "Vorteil" der Direkteinspritzung, denn dies ist bei einer konventionellen Saugrohreinspritzung nicht möglich.

Beim Atkinson rührt der Verbrauchs- und Wirkungsgradvorteil von der Reduzierung der Zylinderfüllung, weswegen ein Motor im Atkinsonzylkus auch weniger Leistung zur Verfügung stellt, wie ein vergleichbarer Motor im "normalen" Zyklus.
Der etwas bessere Wirkungsgrad wird entsprechend durch (verminderte) Leistung "eingetauscht".


@Spätabend+Wirkungsgradverbesserung:
Der Unterschied ist auch nicht sooo gravierend.
Der Atkinson hat einen Wirkungsgrad von bis zu 41%
Moderne Benziner erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 37%.

Daß der Atkinsonzyklus nicht maßgeblich zur Verbrauchsminderung beiträgt sondern das ganze Gesamtpaket (also gerade die Hybrideinheit) sieht man sehr gut daran, daß der Hybrid unter Last annähernd gleich viel braucht, wie ein "normaler" aktueller und leistungsmäßig vergleichbarer Benziner und ebenso annähernd genau so viel braucht, wenn man den Atkinson-Motor jetzt im Winter dazu nötigt, die ganze Zeit zu laufen, womit man dann auch nicht mehr die Möglichkeit hat, die nennenswerten Vorteile des Hybriden, dessen E-Einheit zu nutzen.


Grüße ~Shar~

Transfer abgeschlossen, Thread geöffnet, es kann weiter diskutiert werden.

Thematisch passende Diskussionen und Spekulationen finden sich übrigens auch in der Rubrik mit den Beiträgen zum kommenden Prius IV, also hier:

- www.priusfreunde.de/portal/index.php?opt...showcat&catid=49

Grüße, Egon

Ich bin selbst gespannt, ob uns die Toyoten mit dem Prius IV überraschen werden, befürchte aber, dass das HSD von der Effizienz her weitgehend ausgereizt ist. Signifikante Verbesserungen sind nur durch mehr Konsequenz machbar: Leichtbau, kleinere Verbrenner, weniger Zylinder - damit sind wir wieder beim Toyota FT-Bh (KLICK). So etwas wird aber wohl eher nicht nicht kommen, weil schwer verkäuflich.

Grüße, Egon

Stickstoffmotor.
Erfunden wohl 2003 und vom Erfinder zunächst für Boote auf Binnengewässern gedacht. Aber irgendwie hat man davon nicht mehr viel gehört.
Der Motor wird bei dem Konzept mit flüssigem Stickstoff angetrieben. Der Druck beim verdunsten treibt die Kolben an. Erinnert mich ein Stück weit an Dampfmaschinen oder die Air-Hybride von PSA.
www.spiegel.de/spiegel/print/d-31548474.html

Könnte besser sein, als Wasserstoffantrieb oder Elektroautos. Man müsste mal die Wirkungsgrade Well-to-wheel vergleichen. Ungefährlicher als Wasserstoff wäre Stickstoff jedenfalls.

LG
Klaus

@Shar

Wenn man einen Turbolader betreiben will braucht mann Abgasdruck. Die Gase müssen schnell und druckvoll durch den Auspuff gehen. deshalb hat man mehr Staudruck, und der kostet. Als Belohnung wird im Gegenzug mehr Luft in den Verbrennungsraum. Die wird dann noch von den Kolben weiter komprimiert. Weil das Mischungsverhältnis von Benzin und Sauerstoff stimmen muss, muss man auch dementsprechend mehr Benzin einspritzen. Dadurch bekommt man auch mehr Leistung. Bei geringer Leistungsanforderung macht sich der größere Gegendruck nicht bemerkbar und bei hoher Leistung wird das durch die größere Menge an Kraftstoff Luft Gemüsch kompensiert. Deshalb läuft der Turbo Motor bei geringer Leistung wie ein normaler Motor und bei hoher Leistung wie ein Motor mit größerem Hubraum. Allerdings ist der Kolbenhub nicht länge und auch die Kolbenfläche ist auch nicht größer. Nur der Verbrennungsdruck steigt. Für einen besseren Wirkungsgrad währe aber ein längerer Kolbenhub notwendig. Ein größerer Kolbendurchmesser würde mehr Kraft bei gleichem Druck auf die Pleuel ausüben. Der Atkinson geht den entgegen gesetzten Weg. Er baut ein Moto für eine bestimmte Maximalleistung, ohne dafür einen Turbo zu benötigen. Deshalb hat er die normale Größe. Wenn jedoch weiger Leistung benötigt wird, dann wird die Luft Meng und die Menge Kraftstoff verringert Dadurch verringert sich der Verbrauch bei geringer Leistungsanforderung. Der Adkinson hat nicht weniger Leistung als ein Turbo. Man darf nur nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. Mann sollte z.B. ein 74 PS starken Atkinson mit einem 74 PS starken Turbo vergleichen. Dann wird man sehen, dass der Turbo Motor weniger Hubraum hat als der Atkinson. Will mann wissen, welches System einen besseren Wirkungsgrad hat, dann muss man diese beiden Motoren in den selben Wagen einbauen und Verbrauchs Test durchführen. Dann kann man anhand von Auswerten, wo welcher der Motoren einen besseren Wirkungsgrad hat. Ich schätze, das der Atkinson bei höherer Leistung einen besseren Wirkungsgrad, weil im hohen Leistungsbereich einen nicht verkürzten und nicht verringerten Kolben Durchmesser hat.

Gruß Jaris Gerd

Endlich mal eine schlüssige Erklärung. Dieser schließe ich mich als gelernter Kraftfahrzeughandwerker (das gab es tatsächlich mal) und Meister an. Nur so schön hätte ich das nicht hingekriegt.

@ YarisGerd

Zitat...
......


Ich schätze, das der Atkinson bei höherer Leistung einen besseren Wirkungsgrad, weil im hohen Leistungsbereich einen nicht verkürzten und nicht verringerten Kolben Durchmesser hat.


Antwort.

Dann müsste man beim Turbomotor die Kolbenanzahl auf 3 reduzieren um diesen Umstand zu kompensieren.
Zudem könnte man damit gleich die Reibung durch einen Zylinder weniger und weniger arbeitende Ventile reduzieren.
So das am Ende vielleicht doch der Turbomotor 0,1 % beim Wirkungsgrad besser sein könnte.
Leider kann man dies mageren Wirkungsgradunterschiede selbst bei einen Prozent im realen Leben und gemessenen verbrauchswerten nicht auslittern, oder feststellen.

Der Yaris Hybrid Motor gefällt mit gut.
Mein Wunschmotor für den P4.
Kennt jemand dessen Wirkungsgrad ?

Servus.

YarisGerd schrieb:
Wenn man einen Turbolader betreiben will braucht mann Abgasdruck. Die Gase müssen schnell und druckvoll durch den Auspuff gehen. deshalb hat man mehr Staudruck, und der kostet.[ff.]
Ich bin der Ansicht, daß du hier den Umstand Gegen- oder Staudruck durch den Abgaslader in Bezug auf den Motor zu überbewertest bzw. als viel zu massiv einschätzt.
Die Antriebsenergie für den Lader wird keines Wegs rein durch die Arbeit des Motors im Rahmen des Ausstoßtakts erbracht sondern in allererster Linie durch die im Abgas befindliche Energie.

Weiter halte ich den durch den KAT verursachten Staudruck als viel gravierender, weswegen die KATs auch nach den Ladern verbaut sind, obwohl eine möglichst nahe Positionierung am Motor auf Grund der Abgasnormen mittlerweile sehr wichtig geworden ist.

Weiter muss auch bedacht werden, daß der auch Energie zehrende Ansaugtakt für den Motor bei einer Aufladung wesentlich erleichtert wird.

Der Motor muss durchaus mehr Arbeit bei der Komprimierung erbringen aber hier ist der effektive Nutzen höher.
Hinzu kommt, daß die aufgeladenen Maschinen ja mit einer geringeren Verdichtung fahren, eben auf Grund des höheren Füllungsgrades.

Der Füllungsgrad ist anbei ein wichtiger Faktor für die Leistung des Motors.
Die Leistung des Motors ist wiederum ein wichtiger Faktor für seinen Wirkungsgrad.

Deshalb läuft der Turbo Motor bei geringer Leistung wie ein normaler Motor und bei hoher Leistung wie ein Motor mit größerem Hubraum. Allerdings ist der Kolbenhub nicht länge und auch die Kolbenfläche ist auch nicht größer.
Kolbenhub und/oder Kolbendruchmesser haben erst einmal nichts mit einer Aufladung zu tun. Jede Größe für sich alleine Betrachtet ist es eine konstruktive Größe, je nachdem, was man haben möchte, einen Lang- oder einen Kurzhuber.
Natürlich führt eine Hubraumerhöhung zu einer Vergrößerung einer oder beider genannten Größen.
Eine Hubraumvergrößerung macht erst einmal das gleiche, wie ein Turbo - beides Verbesseren den Füllgrad des Zylinders mit den entsprechenden Konsequenzen.
Vergrößerst du den Kolbendurchmesser und/oder den Hub, vergrößerst du jedoch auch die bewegten Massen des Motors, die pro Arbeitstakt je zweimal beschleunigt und wieder abgebremst werden müssen.

Für einen besseren Wirkungsgrad währe aber ein längerer Kolbenhub notwendig.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Wirkungsgrad zu verbessern.

Der Atkinson geht den entgegen gesetzten Weg.
Das Atkinsonprinzip geht den Weg, daß es durch überdurchschnittlich längere Steuerzeiten letztendlich den Wirkungsgrad verbessert.
Hierdurch geht jedoch Leistung verloren, weil man nicht, im Vergleich zu einem "normalen" Otto-Motor die annähernd maximal mögliche Expansionsenergie des verbrennenden Kst-/Luftgemischs für den Antrieb nutzt.
Im Vergleich zu einem "normalen" Otto-Sauger erhält man bei gleichem Hubraum mit einem im Atkinsonzylklus laufenden Saug-Verbrenner weniger Leistung.
Diesen Umstand sieht man mehr als deutlich, wenn man sich die reinen Leistungswerte der Verbrenner in den Hybrids anschaut.
Der Motor aktuelle 1.8er ist hinsichtlich Steuerungstechnik ziemlich modern, trotzdem liefert er bei 1.8ltr Hubraum lediglich 73kW / 99PS, was für die in diesem Motor steckende Technik, rein auf die Leistungsausbeute bezogen, lächerlich ist.
Als Extrem-Vergleich, ein 1.6er Honda-Otto-Motor aus den 90iger, verbaut in PKWs, lieferte hier eine Serienleistung von bis zu 118kW und das bei gar weniger Hubraum.
Ein Fiat 1.8 16V aus Ende der 90iger lieferte 85kW.
Dafür ist allerdings halt der Wirkungsgrad beim Toyota 1.8 HSD besser, allerdings eben auf Kosten der Leistung.
In Bezug auf die Leistung baut hier der Atkions entsprechend keines Wegs auf "normale" Größe.

Wenn jedoch weiger Leistung benötigt wird, dann wird die Luft Meng und die Menge Kraftstoff verringert Dadurch verringert sich der Verbrauch bei geringer Leistungsanforderung.
Ein ganz normales Prinzip eines jeden Otto-Verbrennungsmotors, egal ob "normal", im Atkionszyklus oder Schichtladebetrieb laufend.

Der Adkinson hat nicht weniger Leistung als ein Turbo. Man darf nur nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. Mann sollte z.B. ein 74 PS starken Atkinson mit einem 74 PS starken Turbo vergleichen. Dann wird man sehen, dass der Turbo Motor weniger Hubraum hat als der Atkinson.
Ich sehe das keines Wegs so, daß ich Äpfel mit Birnen vergleiche, wenn ich zwei Sauger mit dem selben Hubraum vergleiche, zumal das Ergebnis letztendlich das selbe ist.
Du machst deinen Vergleich an etwas völlig variablen fest, ich ziehe den Vergleich in der Grundlage, dem Hubraum, eine konstruktiv immer gleiche Größe, die sich nicht ändert. Der Hubraum sie immer konstant, egal welche Drehzahl der Motor hat, egal welche Drosselklappenstellung anliegt, egal, wie die Steuerzeiten gerade sind.
Im Gegensatz hierzu ist die Leistung durch die u.a. genannten Punkte immer unterschiedlich. Selbst die Höchstleistung ist nicht immer unter allen Bedingungen gleich.
Davon ab, ob ich nun sage, der 1.8er Atkinson hat weniger Leistung im Vergleich zu einem ähnlich modernen "normalen" 1.8er Sauger oder ob ich sage, der 73kW-Atkinson hat mehr Hubraum, wie ein "normaler" 73kW-Sauger, kommt im Endeffekt auf das selbe raus.
Ein Vergleich zw. Sauger und Turbo ist allerdings immer so eine Sache. Und ja sicher, der Atkinson wird mehr Hubraum haben, als ein Turbo-Motor mit der gleichen Leistung; alternativ kann man auch sagen, der Atkionson hat weniger Leistung als ein Turbo-Motor mit gleichem Hubraum.
Ich hoffe, damit verständlich gemacht zu haben, warum ich bei meinem Vergleich keines Wegs ein "Äpfel mit Birnen"-Vergleich sehe, eher im Gegenteil.

Will mann wissen, welches System einen besseren Wirkungsgrad hat, dann muss man diese beiden Motoren in den selben Wagen einbauen und Verbrauchs Test durchführen.
Wenn du einen echten Vergleich willst, müsstest du m.M.n. eine konstante Basis nehmen, nicht deine völlig variable Leistung.
D.h. ein und den selben Motor(*), einmal als Atkinson-Sauger, einmal als "normaler" Turbo mit Aufladung.
Diese beiden Maschinen dann in ein und den selben Wagen gesetzt, mit dem exakt selben Getriebe, Reifen, Betriebsweise und natürlich Umweltbedingungen. Nur so würdest du einen aussagekräftigen Vergleich erhalten.

(*) Von den konstruktionsbedingt nötigen Änderungen wie Verdichtungsraum und Steuerzeiten absehend.

Aber, stimme dir da durchaus zu, daß der Atkinson-Sauger dennoch auf einen höheren maximal möglichen Wirkungsgrad kommt.


Grüße ~Shar~

Entscheidend für die Effizienz ist die Differenz aus indiziertem Mitteldruck und Reibmitteldruck. Der Turbo ist eine Alternative, um den effektiven Mitteldruck zu erhöhen unter Ausnutzung der Energie, die im Abgasstrom enthalten ist. Mit einem Turbosteamer könnte man sogar die Abwärme nutzen, lohnt aber kaum.
Der Witz beim Atkinson liegt darin, ohne Erhöhung der Kompression das Expansionsverhältis erhöhen zu können (neben der Reduzierung der Pumpverluste).
Also ist das Ziel beim Atkinson, Turbo und hochverdichteten Motoren (Diesel oder Mazda Skyactive) das Gleiche, Erhöhung des effektiven Mitteldrucks. Der Turbo hat im Gegensatz zum Atkinson noch den Vorteil Leistung zu gewinnen, statt zu verlieren im Vergleich zu einem konventionellen Motor. Daher kann er bei gleicher Leistung z.B. den Hubraum durch Weglassen eines Zylinders reduzieren, was wieder den Reibmitteldruck senkt.

Der Grund für Toyota 4 statt 3-Zylinder bei den Atkinson HSDs zu verwenden dürfte nicht nur der größere Hubraum sein.

Es dürfte zu einem guten Stück auch an den höheren Laufruhe liegen. Angesichts der häufigen Motorstart-/stops, mit entsprechend niedrigen Drehzahlen, haben sie sich sicher viel Mühe gegeben das geschmeidig zu halten.

Servus.

Ist es nicht so, daß Toyota auf ein bestehenden Motor, in dem Fall den 1.8er zurück gegriffen hat?
Das dürfte m.E. der Hauptgrund sein, denn ein komplett neuen Motor zu entwickeln ist extrem aufwendig und ausgesprochen kostenintensiv.


Grüße ~Shar~

www.heise.de/autos/artikel/Druck-Erzeugn...ersetzen-457002.html

recht interessant dazu

@Später Abend

Es ist oft so, dass ältere Autos mit neueren kurieren können. Die waren auch leichter, weil sie weniger Technik hatten, und sie hatten auch weniger Leistung, hatten keine Klima Anlage und so weiter. Das heißt aber nicht, das deren Motoren genau so einen guten Wirkungsgrad hatten. Außerdem waren die auch meistens kleiner. Auch die ganze Elektronik, die Assistance Systeme sowie der Komfort kosten Energie.

Gruß Yaris Gerd

@Shar

Es sieht so aus als würden wir an einander vorbei reden. Kein Ottomotor und auch kein Dieselmotor verringert die angesaugte Luftmenge bei niedriger Leistung per Kolbenhub. Nur wenn er einen Kompressor oder einen Tubolader hat, dann wird mit Druck zusätzlich Luft in den Zylinder gepresst. Beim Atkinson wird bei geringer Leistung durch Veränderung der Einlassventile dafür gesorgt, dass weniger Luft angesaugt wird. Bei Vollgas wird genau so viel Luft angesaugt, wie bei einem Ottomotor mit gleich großem Hubraum. Die Leistung hängt natürlich noch von vielen anderen Faktoren ab. Da währen Kompression, Verhältnis von Bohrung zu Hub usw..
Kurzhuber erreichen höhere Drehzahlen und haben eine größere Kolbenfläche als Langhuber (bei gleichem Hubraum). Dadurch bringen sie mehr Kraft auf die Pleuel und erreichen eine höhere Leistung. Bei einem längerem Hub dauert die Arbitskaft länger an, so dass der Kraftstoff mehr Zeit zur Verbrennung hat. Daraus ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad.


Gruß Yaris Gerd

@Shar

Entschuldige bitte, ich bin zu weit gegangen. Du hast gute Fachkenntnisse. Ich meinte halt nicht die Menge am Luft per Zeit sondern per Arbeitszyklus. Also per 4 Takte, auch als Füllung bezeichnet. Ich bin mir nicht wirklich sicher, ob der Atkinson wirklich viel effektiver ist als der Turbo Motor. Dazu müsste man in einem Prius mal einen normalen Ottomotor mit Turbo Lader und der gleichen Höchstleistung einbauen. Der Motor mit Turbo hätte weniger Hubraum. Dann könnten wir den Kraftstoffverbrauch vergleichen. So können wir nur den Verbrauch verschidener Gesamtsysteme vergleichen. Da kann man doch gar nicht sagen welche Komponenten welchen Anteil am Gesamtergebnis haben.

Gruß Yaris Gerd