Neuer Benzin-Motor mit 60% Wirkungsgrad. Wirklich?

[FlashBFE]

Ich habe diese Nachricht hier gelesen:
New engine sends shock waves through auto industry (http://www.msnbc.msn.com/id/42460541/ns/technology_and_science-innovation/)

Das ist ein Benzingenerator, der keine Hubkolben benutzt, sondern (wenn ich das richtig verstanden habe) durch Rotation das Gemisch erst verdichtet und dann durch eine Gasdruckwelle zündet. Die Effizienz soll bei 60% liegen. Dieses Jahr soll noch eine 25kW Version für PKW fertig werden. Ist sowas realistisch? Für mich sieht das Ding aus wie eine Turbine. Wirkungsgrad schön und gut, aber wo soll da Drehmoment herkommen?

[Trap]

Wirkungsgrad schön und gut, aber wo soll da Drehmoment herkommen?
Ein Motor als range-extender im Elektroauto braucht kein Drehmoment.

Aber ich bin mir im Moment auch noch nicht sicher, ob die ganze Geschichte fundiert ist oder nur ein aufwändiger Fake.

[Silent3sniper]

Siehe Comments: Video ist 2 Jahre alt ;D

Sollte demnach die Revolution nicht schon längst angekommen sein?

[FlashBFE]

Ein Motor als range-extender im Elektroauto braucht kein Drehmoment.
Stimmt auch wieder. Als reiner Benzin-Elektrischer Generator würde das keine Rolle spielen. Ich hatte noch den Volt/Ampera im Hinterkopf, der ja auch ursprünglich rein elektrisch fahren sollte mit Range-Extender und dann doch einen direktmechanischen Antriebsmodus wegen der höheren Effizienz hat.

Siehe Comments: Video ist 2 Jahre alt ;D

Sollte demnach die Revolution nicht schon längst angekommen sein?
Das muss nicht viel heißen. Im Video hat er ja nur ein Anschauungsmodell gehabt, während im Text steht, dass ein Prototyp schon fertig ist und die größere Version auch noch dieses Jahr kommen soll. Vielleicht haben die nur das alte Video aus Mangel an aktuellem Material verlinkt.

[ux-3]

Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine ist theoretisch limitiert durch die Temperatur, bei der Wärme zugeführt wird, und der Temperatur, bei der Wäre abgeführt wird (Hauptsatz Thermodynamik)

Also ist bei 1-Tk/Th Schluss. Um auf 60% zu kommen, muss die Temperatur im Motor deutlich angehoben werden oder die zusätzlichen Verluste (wie Reibung) müssen weg.

[Zephyroth]

Hier gibt's noch mehr: http://bycan.de/index.php/2011/03/17/ist-das-die-zukunft-des-benzinmotors-wave-disk-engine/

Das Ding erinnert mich an der Comprexlader, der ebenfalls Luft mit Schockwellen verdichtet hat. Im Prinzip ind der Wave Disc Generator ein cooles Ding, nur das Timing der Schockwellen funktioniert nur bei einer Drehzahl gut. Verändert man diese, verstimmt man das ganze System.

Grüße,
Zeph

[Shink]

Im Prinzip ind der Wave Disc Generator ein cooles Ding, nur das Timing der Schockwellen funktioniert nur bei einer Drehzahl gut. Verändert man diese, verstimmt man das ganze System.
Müsste man ja nicht bei einem Range Extender.
Trotzdem kann ich mir irgendwie nicht vorstellen dass das Zeug in nächster Zeit jemand im großen Stil verbaut.

[Hamster]

Der stelzer-motor soll auch angeblich einen wirkungsgrad von 74% haben (obwohl es einen bewegenden kolben gibt) und doch gibt es ihn (leider?) nicht auf dem markt.

Zumindest ist die idee diese art von motor als range-extender einzusetzen, zumindest auf dem papier, recht vielversprechend.

[Zephyroth]

Hm, diese Universität spricht dezitiert vom "thermischen Wirkungsgrad", der nicht über den Carnot-Wirkungsgrad hinausgehen kann. Da der Stelzer-Motor scheinbar ein Zweitakter mit normalem Benzin ist, ist auch die obere Temperatur schon fast festgesetzt (ca. 2400°C).

Um nun 74% zu erreichen müßte die untere Prozeßtemperatur bei 421°C liegen. Das halte ich zwar nicht für unmöglich, aber da es eine normale Verbrennungskraftmaschine ist, glaube ich kaum an so eine niedere Abgastemperatur unter Volllast.

Grüße,
Zeph

[Haarmann]

Zephyroth

Wer sagt da was von Volllast?
Gibt immer ein Verbrauchsoptimum und das liegt imo recht selten bei Vollast. Schon die Verbrennung ist da beschissener - wenn jemand die guten Abgaswerte daher hervorhebt gehe ich davon aus, dass es magerer läuft.

Es gibt Teile, die sollen in der Theorie, wenn se Betriebstemperatur haben, 95% erreichen könnten - irgendwie haperts dann immer an der Umsetzung ;).

Hamster

Der Stelzer nutzt aber die Bewegung in beide Richtungen aus. Es läuft nicht "rund" aber irgendwie eben doch.

[RiD]

Liegt bei Verbrennungsmotoren meistens bei Vollast. Allerdings bei relativ niedriger Drehzahl.

[Zephyroth]

Na ja, die Möglichkeiten, die Temperaturen zu erreichen sind recht eingeschränkt. Nach oben hin durch die wirtschaftlich verwendbaren Materialien (eben ca. 2400°C bei Kolbenmaschinen, bei Turbinen ist man schon bei 1600°C am Ende) und nach unten hin durch die mechanische Begrenzung der Expansion. Irgendwann steht der Kolben an. Einzige Möglichkeit ist eine höhere Verdichtung, der aber 1. durch das Klopfen und 2. durch die Verdichtungsarbeit eine Grenze gesetzt ist. Beide Grenzen liegen irgendwo bei 14:1 für Ottomotoren.

Ich seh' beim Stelzer-Motor nun vom Prinzip her aber keine Unterschiede zu einem gewöhnlichen Otto-Motor. Sicherlich, dadurch das der Kolben nur von einem Luftpolster gebremst wird, ist die Verdichtung vielleicht höher. Vorstellen kann ich es mir aufgrund der genannten Limitierungen aber nicht.

Trotzdem, mit einem Lineargenerator würde sich ein kleiner Stelzer doch hervorragend als Range-Extender anbieten. Dennoch tut das keiner, ich frage mich warum?

Apropos Verdichtung, da wären wir wieder beim ursprünglichen Wave-Disc-Generator: Durch Druckpulsationen bekommt man nur schwer ordentliche Verdichtungswerte. In der Druckfront zwar schon, aber in der gesamten Brennkammer?

Grüße,
Zeph

[Pinoccio]

Wirkungsgrad schön und gut, aber wo soll da Drehmoment herkommen?Wirkungsgrad = Energieabgabe/Energiezuführung, wobei Energieabgabe = Arbeit = Leistung * Zeit und Leistung = Drehmoment * Drehzahl. (Gleichungen nur schematisch)
Das eine hängt mit dem anderen zusammen.
Da der Stelzer-Motor scheinbar ein Zweitakter mit normalem Benzin ist, ist auch die obere Temperatur schon fast festgesetzt (ca. 2400°C).Obergrenze für bezahlbare Werkstoffe, die den Kräften und Anforderungen eines Verbrennunsgmotors standhalten liegt deutlich niedriger.

mfg

[Zephyroth]

Leistung gibts in vielen Formen, muß nicht immer Drehzahl x Drehmoment sein. Mit angeflanschtem Generator könnte es genausogut Spannung x Strom, mit einer Pumpe Druck x Volumendurchsatz sein.

Am sinnvollsten scheint mir eben der Ansatz mit dem Lineargenerator als Rangeextender. Die elektrische Maschine ist sehr effizient und arbeitet auch bei hohen Geschwindigkeiten.

Grüße,
Zeph

[Pinoccio]

Leistung gibts in vielen Formen, muß nicht immer Drehzahl x Drehmoment sein. Mit angeflanschtem Generator könnte es genausogut Spannung x Strom, mit einer Pumpe Druck x Volumendurchsatz sein.Auch bei einem (herkömmlichen, drehenden) Elektromotor ist Drehzahl * Drehmoment = (die mechanisch nutzbare) Leistung. Spannung * Strom ist dagegen die zugeführte (elektrische) Leistung. :confused:

mfg

[Zephyroth]

Wenn ich einen Generator an den Stelzer-Motor anschließe, dann kommen da Spannung und Strom raus...

Grüße,
Zeph

[Hamster]

Hamster

Der Stelzer nutzt aber die Bewegung in beide Richtungen aus. Es läuft nicht "rund" aber irgendwie eben doch.

wie meinst du das? der stelzermotor ist nicht dafür da um eine drehende bewegung zu erzeugen (auch wenn das durch eine mechanische konstruktion möglich wäre) sondern vielmehr als stromgenerator oder kompressor.

[Haarmann]

Zephyroth

Eine Turbine wird selten "stotternd" gebaut, also so, dass sie Explosionen nutzt. So lägen eben echte 2400 an. Bei einem "Stotterer" hast die 2400 nur teilweise anliegend. Das kann Dir die Haltbarkeit soweit verbessern, dass eben nicht zusätzlich kühlen musst. Ist dann aber eben auch nicht mehr Vollast für irgendein Ding ähnlich einer Turbine.

Vielleicht zeichne ich dann mal noch schnell meinen Entwurf für einen solchen "Stangengenerator" (Mir gefällt das Wort besser denn Lineargenerator - das Ding sieht doch sehr anders aus, denn ein Linearmotor) auf. Ich hab mir sowas auch mal überlegt, wollte aber, bevor ich wen Frage, der Zugriff auf Lösungen zur Teileherstellung hätte, wie gut das klappt. Solche Konzepte machen imho aber auch erst Sinn, seit es diese starken Dauermagnete gibt.

Hamster

Und genau diese "mechanische Konstruktion" sorgt dafür, dass die Bewegung "unrund" wird - sie erzeugt im Prinzip nur eines - Verluste. Die sind der höheren Effizienz kein Freund.

[Hamster]

Hamster

Und genau diese "mechanische Konstruktion" sorgt dafür, dass die Bewegung "unrund" wird - sie erzeugt im Prinzip nur eines - Verluste. Die sind der höheren Effizienz kein Freund.

nochmal: der motor ist gar nicht dafür gedacht direkt mechanische energie zu erzeugen, sondern soll als kompressor oder generator (der kolben schwingt dabei in elektrowicklungen um wechsel-strom zu erzeugen (lineargenerator)) eingesetzt werden.

[RiD]

Ob das Ding wohl Euro5 schafft:freak:

[Haarmann]

Hamster

Eben - aber auf solche Ideen kam man offensichtlich auch lange nicht. Für viele Anwendungen wäre das schon lange eine sinnvolle Sache gewesen.

RiD

Nö - dazu muss man viel Rest CO2 bieten - das ist dort wohl nicht zwingend drin... ein seltsamer Abgastest diese Norm eben - sorgt mit der Vorbedingung auch automatisch für eine gewisse unteroptimale Verbrennung und für Abgase.

[Zephyroth]

Das Problem bei dem Ding ist doch auch die Laufruhe. Da schüttelt ein relativ großes und schweres Ding ohne Masseausgleich hin und her. Um das zu kompensieren muß man einen Masseausgleich schaffen, was wieder mechanische Verluste mit sich bringt, bzw. 4 solcher Motoren nebeneinander ähnlich einem Vierzylinder synchronisieren...

Grüße,
Zeph

[Haarmann]

Zephyroth

Deswegen hab ich damals bei meinem Design quasi 2 Kolben hingegpflanzt pro "Stange". Dann gehts imo besser mit dem "Schütteln". Hat aber sicher eben auch seine Tücken, die ich mit dem Ing noch ausmerzen wollt. Ist zwar nur nen Spielzeug, aber auch spielen kann man richtig ;).