ota ??? (2026 Update)

Das Problem ist, dass Verdampfen und Kondensieren unterschiedlich schnell ablaufen.

Die feinst verteilten Tröpfchen verdampfen während der Kompression schlagartig, aber die feuchtere Luft scheidet solche Tröpfchen erst langsam wieder aus und zwar erst dann, wenn die Verbrennungsgase den Zylinder bereits verlassen haben.

In der Zwischenzeit, also wo der Dampf sich noch im Zylinder befindet, da hat er die Neigung zu expandieren und drückt daher den Kolben nach unten.

Wärme ist da vollkommen irrelevant, weil die Übertragung von Wärme viel zu lange dauert für einen Takt im Motor (etwa 5 ms bei 3000/min).

Bei den feinsten Tröpfchen ist das aber anders, nämlich weil die Tröpfchen wirklich winzig sind und daher schlagartig verdampfen.

In der anderen Richtung ist das aber nicht so, weswegen die Kondensation nicht mehr im Zylinder statt finden kann.

...

TH

Am Mittwoch000004, 04.06.2025 um 11:14 schrieb Andreas Bockelmann:

Meine Überlegung war eigentlich simpel:

wenn ich dem zugeführten Brenngas (Luft plus Benzin) feinste Tröpfchen aus Wasser zumische, dann benötigen die Tropfen keine zusätzliche Energie zum Einbringen in den Zylinder, weil Wasser in flüssiger Form nicht kompressibel ist.

Die 'Kompressionsarbeit' ist also (nahezu) Null.

Dann verdunsten die Tröpfen schlagartig und das entstehende Wassergas (aka 'Dampf') dehnt sich im nächsten Takt aus und wird nach draußen geschoben, bevor es wieder kondensieren kann.

Der Dampf leistet also Expansionsarbeit, kostet aber keine Kompressionsarbeit, weswegen da Netto ein Gewinn anfällt, für welchen man nur das Wasser selber opfern muß.

Da Wasser aber billiger als Benzin sein dürfte, könnte sich sowas lohnen.

TH

Wurde bereits in den 1980ern in der Formel 1 v.a. bei Turbomotoren verwendet, sowohl zur Leistungssteigerung als auch zur Steigerung der Standfestigkeit, d.h. zur Innenkühlung, verwendet. Funktioniert, ist beim Serienfahrzeug aber von fragwürdigem Nutzen/Aufwand Verhältnis. Verdampfen werden die Wassertröpfchen zu einem erheblichen Teil schon auf dem Weg in den Brennraum (sofern man das nicht als Direkteinspritzung implementiert weil Kosten völlig egal sind), aber es ist dann mehr bzw. dichteres Arbeitsmedium im Brennraum, das entsprechend mehr mechanische Arbeit verrichten wird.

Die koennen erst kondensieren wenn der Taupunkt unterschritten ist, das passiert aber im Zylinder nicht, obwohl aufgrund der Verbrennung noch mehr Wasser drin ist als vorher, weil das Gas bei der Verbrennung erhitzt wurde und nicht so weit expandiert wird.

Tatsaechlich dehnt sich das Gas bei der Expansion aus und kuehlt sich dabei ab, eine Waermeuebertragung ist dafuer nicht noetig.

Nach einer Verbrennung von z.B. Diesel befinden sich sehr viele kleinste Partikel im Gas, wenn man tatsaechlich so weit expandieren wuerde dass es kalt genug wird, koennten sich da auch Troepfchen bilden. Ob es moeglich oder sinnvoll ist einen Motor so zu betreiben ist eine andere Frage.

Soweit ist die Argumentation in Ordnung. Die Verdunstung kostet allerdings zusätzlich Wärme. Diese Wärme erhitzt dann nicht mehr das Gas im Brennraum. Das Gas wird also weniger heiß und leistet bei seiner Expansion entsprechend weniger Arbeit.

Falls Du damit einen Gewinn an geleisteter mechanischer Arbeit meinst, die sich dann in höherer Effizienz ausdrückt, ist das ein Irrtum. Dagegen spricht der oben angemerkte Verlust an Wärme für die "normale" Ausdehnung und damit geringere "normale" Arbeit. Die beiden kompensieren sich quantitativ auf ähnlich magische Weise, wie es bei Vorgängen mit Energieerhaltung häufiger mal der Fall ist.

Die verminderte mechanische Arbeit kann man kompensieren, indem man mehr Brennstoff pro Umdrehung einspritzt. Bei gleichem Hubraum, gleichem Kompressionsverhältnis und gleichen sonstigen Motor-Parametern hat man dann immerhin eine erhöhte maximale Leistung gewonnen. Ist doch auch ein schöner Trostpreis, oder?

---<)kaimartin(>---

Am 03.06.25 um 11:04 Uhr Thomas Heger schrieb:

Eine Dampfmaschine!

Geh weiter!

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Sowas gab's schon mal:

(14 Sekunden)

Thomas Prufer

Du referierst auf die Wärmeausdehnung der Brenngase durch Erwärmung in Folge von Verbrennung von einem Benzindampf-Luft-Gemisch (->Brenngas).

Aber ich referiere auf das Gesetz von Boyle-Mariotte und die Temperaturerhöhung durch Kompression.

Durch die Verdichtung der eingesaugten Gase im 2ten Takt eines Viertaktmotors erhöht sich die Temperatur der Gase im Zylinder.

Das geht schnell und gleichmäßig und funktioniert auch ohne Brennstoff, sofern der Motor angetrieben wird.

Das reicht dann irgendwann, um die feinsten Tröpfen schlagartig verdampfen zu lassen. Dabei nehmen sie natürlich Wärme aus der umgebenden Luft auf.

Allerdings macht das nicht so viel, weil der Übergang von flüssig zu gasförmig das Volumen des Wassers viel stärker erhöht als die eher mäßig Temperatursenkung der Luft deren Expansion verringert.

Wasser zu Gas ergibt ungefähr eine Volumenvergrößerung um den Faktor

Die Luft kann sich also vielleicht um ein paar Prozent weniger ausdehnen im 3ten Takt, während beim Wasser der Faktor zwischen flüssiger Phase und Gasform 1000 beträgt.

Man könnte bei so einem Verhältnis nämlich u.U. sogar das Brenngas weglassen und den Motor nur mit Wasser betreiben.

Sinnvoll und nötig wäre das zwar wahrscheinlich nicht, aber u.U. sollte sowas möglich sein.

...

TH

Thomas Heger schrieb:

guckstu hier:

Am 08.06.25 um 10:51 schrieb Thomas Heger:

Die entscheidenden Stichworte finden sich in diesem Link, den A.Bockelmann in seinem Post von 14:43 angegeben hat:

Und ist im Prinzip reversibel, d.h. allein damit kann der Motor keine Wärme in mechanische Arbeit umsetzen. Auch das Gesetz von Boyle Mariotte ändert daran nichts; es gehört in die Gleichgewichtsthermodynamik.>

Vor allem ist auch diese Variante eines perpetuum mobiles durch die Hauptsätze der Thermodynamik untersagt.

Der Faktor 1000 gilt nur bei Atmosphaerendruck in Meereshoehe. (1kg Luft entspricht einem Kubikmeter, 1kg Wasser einem Liter) In einem Zylinder in dem das Gas zusammengepresst wird ist beim Verdampfen gar keine Ausdehnung des Volumens moeglich, das passiert erst wenn der Kolben wieder herausgeht. Die Frage ist jetzt was passiert wenn man Luft mit oder ohne Wasser drin von einem Liter auf 1/50 also 20ml komprimiert. Mit Wasser wird die Temperatur niedriger sein, aber die Menge der Gasteilchen groesser. Ersteres fuehrt zu niedrigerem Druck zweiteres zu hoeherem, was bewirkt die Summe von beidem ?

Klar, z.B. mit einem angeschlossenen Elektromotor laeuft der Verbrennungsmotor auch ganz ohne Brennstoff, das kennt jeder Autofahrer vom Anlasser wenn der Motor nicht anspringt.

Am Freitag000014, 14.06.2024 um 12:39 schrieb Erika Ciesla:

Ich hatte überhaupt nicht geschrieben, dass Wasser verbrennen würde.

Ich hatte gemeint, dass feinste Wassertröpfchen in der angesaugten Luft im 2ten Takt verdunsten würden, wenn die angesaugte Luft komprimiert wird, denn durch Kompression steigt die Temperatur des eingeschlossenen Gases.

Der beim Verdunsten erzeugte Dampf verhält sich dann wie ein Gas unter Druck und expandiert.

Dadurch wird der Kolben im 3ten Takt nach unten gedrückt.

Im 4ten Takt wird das immer noch gasförmige Wasser einfach ausgestoßen.

Das ist so, weil Kondensieren länger dauert als das verdunsten von feinsten Tröpfchen.

Dadurch sollte sich meiner Ansicht nach ein Nettogewinn an Energie im Motor erzielen lassen.

Diese Energie wird natürlich irgendwann wieder ausgeglichen, aber eben außerhalb des Motors, wo der Dampf dann schließlich doch wieder kondensiert.

TH

Thomas Heger schrieb:

Das Abgas im Takt 4 dürfte die 467°K knapp überteigen. Bei de rTermperatur kannst du auf dem Wasserdampf herumdrücken, wie Du willst, da wird nichts mehr flüssig.

Wassereinspritzung bringt zwei Punkte: Geringere tempereatur durch Wärmeaustrag per Dampf, Lieferung eines Arbeitsgases, das nicht an der Verbrennung beteiligt ist. Du kannst somit die Gesamtfüllung des Zylinders qualitativ variieren, nicht nur quatitativ. Laienhaft ausgedrückt: Der Wasserdampf teilt sich mit dem Gas-/Luft-Gemisch den Raum und das Gas-Luft-Gemisch bleibt vom Mischungsverhältnis her unangetastet.

Am Samstag000014, 14.06.2025 um 11:53 schrieb Andreas Bockelmann:

Deswegen wollte ich das auch nicht und das Gas einfach rauspusten.

Ich bezog mich ja immer noch auf 'Stan Mayer's water car' und wollte schildern, wie ich mir dessen Funktionsweise vorgestellt hatte.

Die 'Clou', wenn man so will war, dass man das Benzin u.U. ganz weglassen könnte, wenn man den Prozess so wie von mir beschrieben hin bekommt.

Das wäre dann ein 'Wasserauto', das ohne Benzin auskommt.

Ich meinte allerdings, dass es u.U. günstiger sein könnte, wenn man nicht ganz auf Benzin verzichtet (z.B. beim Start).

TH

Das stimmt natuerlich nicht, siehe Druckwasserreaktor und Siedewasserreaktor, die Kritische Temperatur von Wasser liegt bei 374°C das sind ueber 500K, unterhalb dieser Temperatur kann Wasserdampf bei genuegend Druck verfluessigt werden.

Was ich nicht verstehe das ist:

was ist so schwierig zu verstehen an: 'den Dampf einfach ausstoßen'?

Der Dampf soll also überhaupt NICHT verflüssigt werden (zumindest nicht im Motor).

Und was außerhalb des Motors mit dem Dampf passiert, das ist vollkommen uninteressant.

TH

D.h. wir haben vorher Wasser und nachher Dampf. Zum Verdampfen von Wasser ist Energie erforderlich, und die einzige Energie die ohne Verbrennung hineingesteckt wird ist die Kompressionsenergie. Wie soll dann beim Expandieren mehr mechanische Energie herauskommen als beim Komprimieren hineingesteckt wurde ?

Du machst einen Fehler, allerdings einen verständlichen.

Das betrachtete System, in welchem der Energieerhaltungssatz auch gilt, das ist NICHT der Motor!

Der Motor ist nur ein Teil des Systems.

Zum System dazu gehört auch noch die den Motor umgebende Luft.

Wenn man nun Wasserdampf aus dem Motor ausstößt, dann kondensiert dieser außerhalb des Motors und entzieht dabei der Umwelt Energie.

Das kann einem aber egal sein, denn die Umwelt ist sowas ähnliches wie die Masse in einem elektrischen Schaltkreis.

Der Trick dabei ist, dass der Dampf im Motor zwar bei der Verdichtung entstehen kann, aber bei der Expansion nicht wieder kondensiert, weil dafür die Zeit im 3ten Takt (ein paar Millisekunden) nicht ausreicht.

Der Dampf wird dann wohl sozusagen 'unterkühlt' ausgestoßen und kondensiert erst außerhalb des Motors.

Dann schließt sich der Kreisprozess auch erst außerhalb des Motors, was einem aber egal sein kann.

TH

Am 19.06.25 um 08:01 Uhr Thomas Heger schrieb:

Will heißen, dieser Motor müßte von außen angetrieben, also erstmal Energie zugeführt werden?

▲ ▲ └--- By the way – thou shalt not plenk! ---┘

Zur Sache: gute Frage!

Nein, macht sie nicht. Denn keine Maschine der Welt kann mehr Energie hergeben als sie aufnimmt, der Wirkungsgrad ist *IMMER* kleiner als hundert Prozent.

Nö! Die den Motor umgebende Luft ist nur dafür da die Verlustenergie anzuführen, will sagen, sie kühlt den Motor. Am Energieumsatz im Innern des Motors beteiligt sie sich nicht.

　👋 Grüßchen!

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