Priusfreunde.de

Hallo zusammen.
Verzeiht falls dies bereits jemand gepostet hat. Hab in der SuFu nix gesehen.

Ich hab ein Youtube Video gefunden welches die Neuerungen am 2l Motor der kommenden Toyota Hybride wie z.B. 2019er Corolla veranschaulicht.



Des Weiteren noch eine genauere Erläuterung (Der Kanal ist im Übrigen der Hammer!):



Ich schaue frohlockend in Zukunft Und ihr?

Wir haben natürlich einen Thread Toyotas neue Antriebs-Generation. Dort werden alle Aspekte angeprochen, auch z.B. das neue E-Four. Trotzdem spricht nichts gegen einen eigenen Thread, der rein die Powertrain betrachtet. Dieser Thread soll dann bitte rein das "neue 2l Aggregat" beleuchten und der Rubrik entsprechend mit Fokus auf die Technik.

LG
Klaus

Danke sehr.

Laut Infos des Herren vom Engineering Explained Channel soll die "Dynamic Force" Technik oder vielmehr das Konzept auch auf andere Motorenausführungen ausgeweitet werden.

Ich hab auch eine Frage in die Runde: Ich verstehe noch nicht so ganz inwiefern eine hohe thermische Effizienz für einen Verbrenner so wichtig ist. Falls jemand die Zeit findet und das erläutern könnte würde ich mich sehr freuen.

Habe erst einmal dank für die Videos.

Ersetze das Wort Themische Effizienz durch Wirkungsgrad
de.m.wikipedia.org/wiki/Wirkungsgrad

Ich habe wirklich keine Ahnung.
Aber was ich gelernt habe. Ein Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Wärmekraftmaschine

Deswegen thermische Effizienz.
Der Wirkungsgrad wie die chemische Energie aus dem Benzin in Wärmeenergie und dann über die Kolben in mechanische Energie umgewandelt werden.

Ah ok.
Ich wusste jetzt nicht dass mit thermischer Effizienz der Wirkungsgrad gemeint ist. Besten Dank.

HybridSpirit schrieb:

Ich hab auch eine Frage in die Runde: Ich verstehe noch nicht so ganz inwiefern eine hohe thermische Effizienz für einen Verbrenner so wichtig ist.
Du kannst es auch so sehen: Bei einem idealen Gas stehen Druck und Temperatur in einem proportionalen Zusammenhang. Das kennt fast jeder von der Fahrradpumpe: Je fester man pumpt, je wärmer wird sie am Ventil-Ende, wo der hohe Druck herrscht. Und vielleicht hast du schon einmal den Laborversuch gesehen, in dem man einen prall gefüllten Luftballon mit flüssigem Stickstoff auf weit unter -100°C abkühlt: Er schrumpelt klein zusammen.

Im Motor tritt direkt nach Zündbeginn eine Temperaturerhöhung von über 2000° gegenüber der Ansauglufttemperatur ein. Wünschenswert wäre es daher, die Energie möglichts direkt in eine reine Expansion (= Volumenvergrößerung und damit Abkühlung) zu überführen, die die Kurbelwelle dreht. Leider findet Wärmeübergang an die Motorenteile statt, die das Expansionsvolumen verringert. Da man keinen unendlich großen Kolbenhub hat, bleibt ein gewisser Restdruck und eine Abgastemperatur zwischen ca. 350°C (Leerlauf) und 850°C (Vollgas) bei Benzin-Saugmotor übrig, wenn das Abgas den Zylinderkopf verlässt.

Ich las neulich hier im Forum, dass quasi alle marktgängigen Hybridmotoren nach dem Atkinson-Zyklus arbeiten. Dabei wird mit einem Trick das Verbrennungsgas besonders weit entspannt, der thermische Wirkungsgrad steigt dadurch und ermöglicht uns daher auch zum Teil die phantastischen Verbräuche des HSD. In einer Meldung tauchte letzte Woche auf, dass Mercedes zukünftig Stahlkolben - statt Alu - einsetzen will. Stahl ist ein schlechterer Wärmeleiter! Kolbenhersteller tricksen zudem mit hoch- wärmereflektiven Beschichtungen auf den Aluminiumkolben, um die Wärmeübetragung an dieser Stelle zu minimieren.

Kleine, wissenschaftliche Ungenauigkeiten bitte ich zu entschuldigen, bin Autodidakt auf dem Gebiet

Grüße aus Syke
Martin

Herzlichen Dank Martin!
Das hab ich gebraucht.
Hast du dir die Videos angeschaut?

Wenn ich so darüber nachdenke, dann haben sich doch mittlerweile die Wirkungsgrade der Motoren von Diesel und Benziner relativ weit aneinander angenähert oder täuscht das? In der Bewertung lasse ich die unterschiedliche Dichte und Energiegehalte der Kraftstoffe außen vor.

Zum zweiten, sind die Dynamic Force Aggregate scheinbar in Bezug auf die Einspritzung anders. Ich dann das nicht ganz nachvollziehen. Direkteinspritzung soll ja vorwiegend die Rußpartikelbildung als Problemstellung inne haben. Geht Toyota tatsächlich den Weg anderer Hersteller mit setzt Sparsamkeit vor Umwelt & Gesundheit? In anderen Threads habe ich gelesen dass die Dinger sogar mit Partikelfiltern bestückt werden sollen. Wie sehen die eigentlich aus? Die Partikel beim Otto Motor sind ja viel feiner als beim Diesel. Sind die Filter dann auch anders gebaut und im Zweifel teurer? Hat da jemand Erfahrung oder Zahlen?

Hallo und guten Abend!
Ja, die Videos habe ich gesehen. Ganz nett gemacht!

Die Motoren haben sowohl Direkt- als auch Saugrohreinspritzung. Damit lassen sich die Vorteile beider Systeme verbinden. Die Saugrohreinspritzung sprüht das Benzin auf das heiße Einlassventil. Die heiße Oberfläche und der lange Weg in den Brennraum sorgen dafür, dass die der Übergang von flüssig nach gasförmig weitgehend vollständig vonstatten geht - das ist Voraussetzung für eine rußarme Verbrennung.

Bleiben Tröpfchen zurück, kann sich feiner Ruß - Feinstaub - bilden, weil ein Tropfen ja niemals gleichmäßig mit Sauerstoff in Kontakt kommen kann; es gibt immer einen Gradienten, eine Sauerstoff-Konzentrationsänderung entlang des Tröpfchenquerschnitts. Das führt zu lokal unvollständiger Verbrennung und damit zu Ruß. Dies ist bei der Direkteinspritzung der Fall, weil unmittelbar vor Verbrennungsbeginn in den Brennraum gespritzt wird; da bleibt keine vergleichbar lange Zeit zum Verdampfen.

Allerdings, die Feinstaubbildung ist wohl auch stark abhängig vom Lastzustand des Motors. Es scheint vorteilhaft zu sein, wenn der Brennraum sehr turbulent ist, denn dann werden die Tröpfchen gleichmäßig verteilt und es kommt nicht zu weiteren Inhomogenitäten in der Gemischzusammensetzung, weil die Tröpfchen gleichmäßiger auf den Brennrauminhalt verteilt sind. Die Nutzung von Saugrohreinspritzung im unteren Lastbereich umschifft offenbar das Feinstaubproblem in diesem Lastbereich. VW hat solche Motoren (mit zwei Einspritzsystemen) auch schon gebaut. Falls ein Partikelfilter dennoch eingesetzt werden muss, ist dies natürlich mit Kosten verbunden, vermutlich etwa vergleichbar mit denen eines Katalysators (meine das einmal gehört zu haben).

Natürlich ist es sehr vorteilhaft, wenn Aggregate wie Wasserpumpe und Kühlwasser Thermostat rein elektrisch mit eigenem Kennfeld angesteuert werden können, das bringt mit Sicherheit noch einige Prozent Effizienz des Antriebsstranges. Der Wärmehaushalt des Motors lässt sich damit optimal steuern; und Pumpen habe ja generell einen recht hohen Leistungsbedarf, der sich damit sinnvoll eingrenzen lässt (gegenüber einer rein mechanischen Zwangskoppelung).

Ich wüsste jedoch gerne, welcher Motor hier bezüglich der Vergleichsarten heran gezogen wird. Die Spitzenleistung wird im Leistungsdiagramm bei etwa 6500 Umdrehungen vermerkt, und das bei einem sehr langen Hub von 103,4 mm. Das führt zu unanständig hohen Kolbengeschwindigkeiten und passt für mich so erst einmal nicht zusammen.

Grüße! Martin

... vielleicht hat er durch den langen Hub und die hybride Einspritzung untenrum gutes Drehmoment und die "bis zu" xyz Umdrehungen werden nur kurzfristig und selten gebraucht.

Möglich. Habe auch schon daran gedacht.

...Zumal sie bei dieser Drehzahl über 200 PS aufrufen...

Wieviel PS soll er denn in D bringen? 150 PS hat er demnach ja schon bei weit unter 5000 Umdrehungen.

... abwarten.

Ich habe ja die Hoffnung noch nicht aufgegeben, dass die DI beim Hybrid-Aggregat weggelassen wird. Konstruktiv ist sie auf jeden Fall vorgesehen, aber vielleicht nur für die konv. Antriebe?

... ich bekomme bei Hybrideinspritzung (Audi, Toyota) jedenfalls nicht automatisch Pickel. Aus meiner Sicht kann das bei verschiedenen Fahrzuständen Sinn machen.

Ja, ist schwierig denke ich.
Ich jedenfalls mag einfach keinen Partikelfilter haben wollen. Einmal der Kosten wegen und zum Anderen geht ein gutes Pro Hybrid Argument verloren.

Ich höre die Dieselaner schon von den Dächern singen: "Wieso? Dein Hybrid brauch doch auch einen Partikelfilter. Ganz so dolle kann das Ding ja dann doch nicht sein!"

Ausgehend vom durchschnittlichen Intellekt und Horizont der meisten Menschen.