cool
Space Cadet
Guten Morgen,
ich bräuchte mal etwas "Schützenhilfe" zum Thema Dieselmotor. Und zwar konkret zum Unterschied zwischen ungeladenen, aufgeladenen und aufgeladenen/zwischengekühlten Motoren.
Konkret geht es mir auch um den Wirkungsgraddabei und nicht die mögliche Leistungsausbeute. Die Aufladung erfolgt mittels Abgasturbolader.
Mal angenommen ich habe ein und denselben Dieselmotor der eben in den drei Ausbaustufen betrieben werden kann. Wo ist zu erwarten, dass der spezifische Verbrauch am geringsten ist?
Meine These:
- Ungeladen wird der Wirkungsgrad wahrscheinlich eh nicht mit den anderen beiden Varianten mithalten können.
- aufgeladen mit zwischenkühlung (also Ladeluftkühler) ermöglicht zwar eine höhere Leistungsdichte (bei entsprechend mehr Treibstoff), funktioniert aber "nur" im hohen Lastbereich, wenn auch ordentlich Luft gefördert wird und entsprechend warm wird.
Vorteil: Durch die geringere Temperatur der Ladeluft muss der Motor selbst auch weniger Verdichterarbeit leisten. Die vorhandene Luftmasse bei jedem Zyklus steigt (weil gleiches Volumen, gleicher Ladedruck, weniger Temperatur = höhere Dichte).
Nachteil: Die zusätzliche Verrohrung und der Kühler selbst haben einen Widerstand und das muss ja letztendlich auch durch den Turbo kompensiert werden, oder andersrum, es kommt weniger in den Brennräumen an. Und man entzieht der Ladeluft ja wieder Energie, die vorher erstmal eingebracht wurde.
Ich denke nun, dass die Variante ohne Zwischenkühlung am effizientesten ist. Wenn ich die Systemgrenzen vor dem Turbokompressor und nach der Turboturbine ziehe, dann fungiert der Turbo ja als eine Art Energierückgewinnung, indem er nicht nur das Druckgefälle sondern auch die Temperaturdifferenz vor/nach der Turbine nutzt und diese Energie (in Teilen) wieder der Ansaugluft zuführt.
Bei stationären Gasturbinen wird sowas ja auch in Form einer Abgaswärmerückführung durchgeführt oder manch einer kennt das von den Klimaanlagen der Verkehrsflugzeuge, bei denen "Reheater" verbaut sind.
Wenn es so ist (ohne Zwischenkühlung am effizientesten), wo entsteht der "Mehrwert" unterm Strich? An der Turbine des Turbos, die bei gleichem Kraftstoffeinsatz (weil man warme Luft mit gleicher Menge Kraftstoff einfach wärmer bekommt als kältere Luft) über ein höheres Temperaturgefälle verfügt und so mehr Energie aus dem Abgas ziehen kann -> effizienter lädt?
Klar ist, dass man bei aktuellen Dieselmotoren dennoch immer einen Ladeluftkühler sieht um den Motor thermisch zu entlasten. Zudem wären anders die gefahrenen Leistungsdichten wohl nicht machbar (moderne Diesel gehen ja über 100PS/Liter). Außerdem kann man dann kleiner bauen und spart Platz/Gewicht was ja meist auch einen positiven Einfluss hat.
Vielen Dank
ich bräuchte mal etwas "Schützenhilfe" zum Thema Dieselmotor. Und zwar konkret zum Unterschied zwischen ungeladenen, aufgeladenen und aufgeladenen/zwischengekühlten Motoren.
Konkret geht es mir auch um den Wirkungsgraddabei und nicht die mögliche Leistungsausbeute. Die Aufladung erfolgt mittels Abgasturbolader.
Mal angenommen ich habe ein und denselben Dieselmotor der eben in den drei Ausbaustufen betrieben werden kann. Wo ist zu erwarten, dass der spezifische Verbrauch am geringsten ist?
Meine These:
- Ungeladen wird der Wirkungsgrad wahrscheinlich eh nicht mit den anderen beiden Varianten mithalten können.
- aufgeladen mit zwischenkühlung (also Ladeluftkühler) ermöglicht zwar eine höhere Leistungsdichte (bei entsprechend mehr Treibstoff), funktioniert aber "nur" im hohen Lastbereich, wenn auch ordentlich Luft gefördert wird und entsprechend warm wird.
Vorteil: Durch die geringere Temperatur der Ladeluft muss der Motor selbst auch weniger Verdichterarbeit leisten. Die vorhandene Luftmasse bei jedem Zyklus steigt (weil gleiches Volumen, gleicher Ladedruck, weniger Temperatur = höhere Dichte).
Nachteil: Die zusätzliche Verrohrung und der Kühler selbst haben einen Widerstand und das muss ja letztendlich auch durch den Turbo kompensiert werden, oder andersrum, es kommt weniger in den Brennräumen an. Und man entzieht der Ladeluft ja wieder Energie, die vorher erstmal eingebracht wurde.
Ich denke nun, dass die Variante ohne Zwischenkühlung am effizientesten ist. Wenn ich die Systemgrenzen vor dem Turbokompressor und nach der Turboturbine ziehe, dann fungiert der Turbo ja als eine Art Energierückgewinnung, indem er nicht nur das Druckgefälle sondern auch die Temperaturdifferenz vor/nach der Turbine nutzt und diese Energie (in Teilen) wieder der Ansaugluft zuführt.
Bei stationären Gasturbinen wird sowas ja auch in Form einer Abgaswärmerückführung durchgeführt oder manch einer kennt das von den Klimaanlagen der Verkehrsflugzeuge, bei denen "Reheater" verbaut sind.
Wenn es so ist (ohne Zwischenkühlung am effizientesten), wo entsteht der "Mehrwert" unterm Strich? An der Turbine des Turbos, die bei gleichem Kraftstoffeinsatz (weil man warme Luft mit gleicher Menge Kraftstoff einfach wärmer bekommt als kältere Luft) über ein höheres Temperaturgefälle verfügt und so mehr Energie aus dem Abgas ziehen kann -> effizienter lädt?
Klar ist, dass man bei aktuellen Dieselmotoren dennoch immer einen Ladeluftkühler sieht um den Motor thermisch zu entlasten. Zudem wären anders die gefahrenen Leistungsdichten wohl nicht machbar (moderne Diesel gehen ja über 100PS/Liter). Außerdem kann man dann kleiner bauen und spart Platz/Gewicht was ja meist auch einen positiven Einfluss hat.
Vielen Dank