ota ??? (2026 Update)

Am 20.06.2024 um 08:31 schrieb Thomas Heger:

Genau wie immer, hältst Du Die die Ohren zu und singst laut Lalala...

Arbeiten alle Wirtschafts"-Ingenieure" so?

Verständnisfrage: Bei Einspritzung von

Möchte es sein, daß nicht an die Brennraumflächen, sondern eher in den Raum dazwischen eingespritzt wird?

Dort

Allerdings erst nachdem es waehrend der Expansion Arbeit geleistet hat, dadurch sinkt auch die Temperatur betraechtlich. Den Sinn der Wassereinspritzung sehe ich darin den Arbeitsaufwand der Kompression zu vermindern da durch das Verdampfen die Temperatur reduziert wird. Solange noch Troepfchen da sind bleibt die Temperatur auf die jeweilige Siedetemperatur des Wasser begrenzt.

Das waere ziemlich unguenstig da das Gas ja noch komprimiert wird und sich dabei die Temperatur erhoeht und das Benzin-Luftgemisch dabei nicht von selbst zuenden darf.

z.B. dass eine schnellere Verbrennung gar nicht erwuenscht ist...

Ist das hier ein Quiz ?

Wer braucht denn einen Entropiegewinn ?

Das ist bestimmt so, weshalb man das besser nicht im Auto macht. Aber Wasserstoff und Sauerstoff kann man als Speichermedium benutzen.

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Ich bezweifle dass bei niedrigerer Konzentration die Zuendtemperatur niedriger liegt. Auf jeden Fall ist sie hoeher als die von Benzin allerdings niedriger als die von Methan.

Am 18.06.2024 um 06:54 schrieb Thomas Heger:

Es muss halt die Verbrennung in Gang kommen. Dann kann auch das Wasser verdampfen und Arbeit an den Kolben abgeben. So gesehen wäre eine zweite Einspritzdüse für Wasser sinnvoll. Wenn der Preis stimmt, wird man das machen.

Das ist die Regel! Die Ingenieure haben diverse Zielkonflikte zu lösen. Der Motor für den mobilen Einsatz muss klein, leicht und agil sein und sollte auch noch dem idealen Wirkungsgrad über einen möglichst großen Drehzahlbereich möglichst nahe kommen. Die Abgaswerten sollten natürlich ebenfalls vorbildlich sein. Das ergibt einen ganzen Sack voller Optimierungspotenziale, die allesamt GLEICHZEITIG zu heben sind. Das ist nicht einfach.

Klar. Idealerweise kommt das Abgas mit Umgebungstemperatur drucklos daher. Doch damit wird die Maschine riesengroß und schwer. Alleine wegen der Größe ergeben sich auch noch große Kühlflächen an Orten, wo man sie gar nicht haben will. Am optimalen Verbrennungsmotor wird seit über 100 Jahren intensiv gearbeitet und es wird verdammt viel Geld investiert. Die Aufgabe ist leider nicht leicht zur allgemeinen Zufriedenheit zu lösen.

Oberhalb von vielleicht 600°C wird auch das Wassermolekül zerlegt. Um einen hohen Wirkungsgrad zu bekommen, braucht man möglichst große Temperaturdifferenzen. An der unteren Grenze kann man nicht viel machen. Das wäre üblicherweise Umgebungstemperatur. Auf eine höhere Temperatur kann man aber über eine gute Führung der Verbrennung schon kommen. Die obere Grenze definieren dann die verwendeten Werkstoffe und die angepeilte Lebensdauer. Leider gilt auch: Je höher die Temperatur, desto mehr chemische Reaktionen sind zu erwarten. Luftsauerstoff + Stickstoff aus der Luft ergibt nun mal auch beim Wasserstoff-Verbrennungsmotor NOx. Das halt nur selten jemand aus der Wasserstoff-Fraktion auf dem Schirm. Sie sind meist der felsenfesten Überzeugung, dass aus dem Auspuff von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren NUR Wasser raus kommt.

Würde und tut es.

Vorweg: Ich bin mir absolut sicher nicht der kompetenteste Leser hier zu sein. AFAIK ist jemand mit Lehr- und Forschungserfahrung in diesem Bereich zugegen. Ich habe nur ein paar Jahre Serverfarmen für die Simulation von Motoren auf und abgebaut.

Zu >80% wird der Treibstoff im Ansaugtakt in das Saugrohr gespritzt, denn Benzindirekteinspritzung ist noch sehr selten.

Aus meinem Studium (wir haben so ziemlich alles mit FEM modelliert): Es gibt zwei Strategien: die eine ist, in die Phase mit maximaler Luftgeschwindigkeit einzuspritzen und hierbei verdampft das Bezin bei der Passage hinter dem Ventil, weil der Umgebungsdruck zu dem Zeitpunkt sein Minimum erreicht und die schützende Dampfblase um den Tropfen durch die Verwirbelung verschwindet. Dabei will man eine gleichmäßige Füllung des ganzen Brennraums mit gasförmigen Gemisch erreichen, was die Leistung erhöht.

Die andere spritzt kurz vor UT ein. Hierbei bildet sich eine isolierende Dampfblase um die Tropfen, etwa so wie beim tanzenden Tropfen auf der Herdplatte, und sie bleiben im Zylinder im Bereich vor den Ventilen. Dadurch hat man in der Nähe der Zündkerze ein zündfähiges Gemisch obwohl es insgesamt sehr mager ist. Das erhöht die Effizienz, aber birgt die Gefahr von einerseits Stickoxiden und dass die Zylinderwände mitverbrannt werden, weil mehr Sauerstoff als Brennstoff zur Verfügung steht, der am Ende des Verdichtungstakts auch noch radikal ist.

Ab 2014 gab es eine Euphorie zu Direkteinspritzern, die aber schnell verflog, weil das Direkt-Einspritzen in oder kurz vor den Kompressionstakt wie beim Diesel, zwar mehr Effizienz brachte, aber auch DEUTLICH mehr Stickoxide, was dann 3 oder 5 Filterstufen und AddBlue erfordert hätte.

Honda hat ein paar Motoren, die zwei Einpritzpfade haben. Und schaltet nach Last und Ziel die Zeitpunkte und Orte um.

Simulation von Dampfblasen in Fluiddynamik- und Hochdrucksystemen stand in TUbib unter S bei "Schwarze Magie".

Um das Problem darzustellen: Alle Verbrenner-Autohersteller lizenzieren das Simulink-Motor-Modell von Bosch, dass Einspritzort, -Zeitpunkt, Zylinder- und Saugrohrgeometrie und Zündverfahren parametrisch berücksichtigen kann. Ich kenne nur die Dateigrößen und der Teil, der die Gemischaufbereitung beschreibt war 20GB groß. Parametrisiert hatten die Motormodelle ein paar TB und waren entsprechend unhandlich wie jetzt LLMs.

Hätten die Hersteller mal mit Thomas gesprochen...

Falk D.

Zu den schlechten Abgaswerten findet sich auch etwas in

Bei modernen Ottomotoren mit Direkteinspritzung hat sich daher bei nahezu allen Motorenherstellern der Betrieb mit homogenem stöchiometrisch geregelten Gemisch gegen den Betrieb mit inhomogen geschichtetem Gemisch durchgesetzt. Es ist ein Trend von luft- und wandgeführten Verfahren hin zum strahlgeführten Verfahren zu beobachten.

Gruß, ULF

Andreas Bockelmann schrieb:

Zumindest mit dieser Erklärung. Letztendlich kann so was aber schon den Wirkungsgrad verbessern, richtig angewandt. Mechanisch umgesetzt wurde die Idee von Atkinson, der aufgrund thermodynamischer Überlegungen zum Schluss kam, dass der Wirkungsgrad des Ottomotors besser wird, wenn der Kompressionstakt einen kürzeren Hub hat als der Expansionstakt¹. Mechanisch ist das recht kompliziert, funktioniert aber. Jedenfalls bei Japanischen und Koreanischen Automobilen. Und bei Ford. Deutsche Ings dürfen das in deutsche Autos nicht einbauen, da es etwas kostet.

Ohne Entropiegewinn gibt es keine Exothermie (von Kernfusion mal abgesehen).

Falk D.

Christoph Müller schrieb:

Wasserdampfzugabe verringert die Luftzahl und verringert den Isentropenexponent, respektive die Wärmekapazität erhöht sich. Damit verändert sich p(V) und T(V). Das verändert viele Sachen in Folge.

Das liegt wohl im einstelligen Prozentbereich. Primär dient EGR zur Minderung des Sauerstoffanteils. Damit braucht man respektive kann man mehr Luft mitschleppen als Arbeitsmedium. EGR hilft hier sozusagen doppelt/dreifach, da CO2 noch mehr Wärmekapazität als H2O aufweist, welches übrigens so auch recycliert wird.

Christoph Müller schrieb:

Genau so ist es. Insbesondere das Bermudadreieck zwischen Effizienz, NOx und UHC/CO/Russ macht Probleme. Beim Benziner ist es etwas einfacher, da man einen Dreiwegekat hat. Beim Diesel halt zweistufige Aufladung, EGR, Miller-Timing und/oder gleich Atkinson, Nockenwellenverstellung und anderes, was alles nicht gerade billlig ist.

Keine Panik, das findet sich wieder zusammen. Gerade bei hohem Druck bewegt sich das im ppm-Bereich. Mal OH-LIF bei 40 bar gemacht? Allfälliges OH kommt da vorallem durch die Flammenchemie und nicht durch die thermische Zersetzung. Bei Atmosphärendruck, ja, da kann man auch ein Signal nach einem Heissluftgebläse erkennen, aber das ist auch im Bereich von ppm.

Die Temperatur steuert vorallem die Wege zu den Produkten. Man hat eh mehr oder weniger Atomsuppe. Da im Wesentlichen CO2 und H2O rauskommen, wird es schon so gut wie alle Moleküle mindestens einmal auseinander genommen haben.

Kommt mir bekannt vor. Andererseits, wenn man bereits H2 im Tank hat, sollte man gleich eine Brennstoffzelle verwenden. Abgesehen davon, dass kein NOx rauskommt, ist man nicht mehr an Carnot gebunden.

Nein, das ist nicht der Trick, das ist die Unmöglichkeit. Der Trick war, die Leute glauben zu machen, die Karre führe mit Wasser, Luft und Liebe.

Eric Bruecklmeier schrieb:

Eric Bruecklmeier schrieb:

Partiell richtig ist, dass Knallgas viel zu heiss brennt und alle Motoren, Turbinen und Raketentriebwerke schnell zusammenschmelzen liesse. Im Raketentriebwerk mit H2 und O2 arbeitet man extrem fett, lambda 0.2 oder so (üblicherweise wird eh phi = 1 / lambda angegeben) und der Antrieb erfolgt im Wesentlichen durch heissen Wasserstoff, siehe spezifischen Impuls.

Bei Dampfgeneratoren werden hohe Mengen Wasser eingedüst, wird ja eh viel mehr Wärme frei als nötig wäre, das H2O im Dampfzustand zu lassen, auch erfolgt da die Verbrennung katalytisch.

Die Entwicklung solcher Dampfgeneratoren ist naturgemäss nicht frei von kontinuierlichen und eher diskontinuierlichen Geräuschen. Wird nicht besser in Innenhöfen. Schon vor 20 Jahren arbeiteten Architekten zuhause, die durften aber erst nach 17:00 die Polizei anrufen.

Der ideale Carnot Prozess erzeugt keine Entropie, er hat den hoechsten moeglichen Wirkungsgrad. Reale Waermekraftmaschinen dagegen erzeugen Entropie, je schlechter der Wirkungsgrad umso mehr Entropie. Das Ziel ist es normalerweise den Wirkungsgrad zu verbessern, nicht ihn zu verschlechtern.

Doch, denn beim Wassermotor geht es um schnelle die Verdunstung des in Tröpfchenform in der angesaugten Luft vorhandenen Wassers.

Man wird eine Zündung erst ganz kurz vor OT oder sogar danach haben wollen, damit das Wasser sich in Gasform noch möglichst lange ausdehnen kann, aber nicht vorher in die falsche Richtung drückt.

Das bedeutet aber, dass der Brennstoff bereits in Gasform dem Brennraum zugeführt werden muß, also nicht im Motor sondern davor vergast.

Nach dem Ansaugen wird das Gas/Wasser-Gemisch verdichtet, soll sich aber noch nicht selber entzünden.

Da das Benzin aber bereits in Gasform vorliegt und außerdem noch HHO-Gas zugemischt werden soll, erfolgt die Zündung spät (interne Verdunstung des Bezins ist nicht nötig) und die Verbrennung schlagartig.

Das wäre ziemlich schädlich für normale Motoren. Aber das Wasser ist ja noch da und soll ja auch verdunsten und dämpft so den Schlag auf die Bauteile des Motors, kühlt den Brennraum und leistet auch noch Expansionsarbeit.

Nein das ist eine polemische und faktenfrei Annache.

Tatsächlich bin ich ein richtig guter 'Schrauber' und kenne schon die Namen und die Funktion der Aggregate.

Das begründest du wie?

Hier hatte ich ja etwas über Motoren geschrieben und wie meiner Ansicht nach der Kraftstoffverbrauch beim Otto-Motor um bis zu 80% reduziert werden kann.

Vielleicht werden am Ende aber auch keine 80% rauskommen sondern vielleicht nur 60%.

Das kann man vorher nicht wissen.

Tatsächlich kann ich garnicht wissen, ob der von mir geschilderte Prozess überhaupt funktioniert, da ich so einen Motor garnicht gebaut habe.

Es sind also ausnahmslos theoretische Überlegungen, welche ich hier zum besten gebe und wo ich stets die Möglichkeit des Irrtums in Betracht ziehen würde. ...

TH

Am Donnerstag000020, 20.06.2024 um 16:15 schrieb Christoph Müller:

Einspritzung ginge wohl auch, wird aber u.U. nicht die Leistung bringen wie das Ansaugen von Nebel.

Wichtig ist, dass der Brennstoff in Gasform vorliegt, was bei Benzineinspriztung wohl schwer wird. Und beim Dieselmotor sehe ich überhaupt keine Möglichkeit dafür, den Kraftstoff rechtzeitig in die Gasform zu bekommen.

Evtl. geht das doch, aber Einspritzung funktioniert nur mit Flüssigkeiten und ich hätte den Brennstoff gern in Gasform am oT.

Also wird ein Vergasermotor besser sein, wo Benzin oder sowas in der Art verdampft wird.

Wassernebel wäre doch ein Vorschlag, über den man diskutieren könnte.

Das dürfte nur rel. wenige neue Bauteile erfordern, den Wirkungsgrad des Motors beträchtlich erhöhen und kaum Schadstoffe produzieren.

Katalysatoren funktionieren bei so einem Motor natürlich nicht mehr, wären aber wohl auch nicht nötig, da Wasser nun mal kein Schadstoff ist und der Motor kaum noch Benzin braucht.

Der normale Carnot-Prozess braucht möglichst große Temperaturdifferenzen.

Hier soll aber das Wasser genutzt werden und ein (mutmaßlicher) Effekt, bei dem Wasser im Brennraum verdunstet aber nicht mehr kondensiert, obwohl eine Expansion der Brenngase stattfindet.

Dies ist nicht der übliche Prozess, wo es um Gase geht, die komprimniert, erhitzt und expandiert werden, da noch flüssiges Wasser darin vorkommt.

Daher wäre denkbar, dass man den Prozess mit niedrigeren Temperaturunterschieden fahren kann.

TH

In

Am 21.06.24 um 06:56 Uhr Thomas Heger schrieb:

Wasser brennt nicht, Wasser (H₂O = Dihydrogenmonoxid) ist bereits verbrannt! Wasser ist quasi die Asche, die übrig bleibt, wenn man den Wasserstoff verbrennt.

Der eleganteste Antrieb überhaupt, mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent, ist der Elektromotor – aber ausgerechnet den wollen die A’öcher nicht.

👋️😀️　𝓔𝓻𝓲𝓴𝓪 𝓒𝓲𝓮𝓼́𝓵𝓪