Damals (TM).... oder alles schon mal da gewesen.

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Geschrieben von huebi am 09. November 2016 18:29:24:

Als Antwort auf: das 2-liter Auto mit 1-Zylinder diesel.. geschrieben von Mike GI 111 am 06. November 2016 15:07:01:

Moin zusammen.

Hier mal meine Gedanken zu solchen Neuentwicklungen.
Ich bin zwar nicht gerne Spielverderber, mach's aber trotzdem.grins

Mit einem 2-Zylinder PD-TDI im Audi 80 hat MAN 1988 schon einen Verbrauch von 1,56 l/100 km im normalen Strassenverkehr hinbekommen.
Wenn ich mich recht erinnere, lag der Hubraum bei 800 cm^3 und die Leistung bei 60 PS.
Die Testfahrt ging mit versiegeltem Tank von Salzgitter an die Cote d'Azure und wieder zurueck, war also etwa 2500 km lang.
Zwei Fahrer haben sich dabei abgewechselt.
Der Geschwindigkeitsdurchschnitt ueber die gesamte Fahrstrecke lang bei 80 km/h, sie sind also durchweg 100 km/h gefahren.
Das Thema ist also schon vor knapp 30 Jahren geloest worden.

Jetzt erst mal ein paar Betrachtungen fuer hocheffiziente Motoren:

Je hoeher der Einspritzdruck, desto effizienter ist auch die Verbrennung.
Ob sich dies mit Einzelfoerderelementen oder einer Common Rail Anlage am effizientesten erreichen laesst, bedarf der Klaerung.
Den Einzelhubraum pro Zylinder wuerde ich moeglichst nicht unter 500 cm^3 waehlen, um den Wirkungsgrad moeglichst hoch zu halten.
Bei LKWs liegt deshalb der Einzelhubraum bei mindestens 1800 cm^3
Ein Einzylindermotor duerfte ein eher schlechter Ansaetze sein weil die heftigen Massenkraefte 1. und 2. Ordnung mit mindestens einer ober besser gleich drei Ausgleichswellen eingedaemmt werden duerfen.
Auch macht der Ungleichfoermigkeitsgrad eine sehr grosse und damit schwere Schwungmasse notwendig.
Der Einsatz eines Turboladers wird hier, wie weiter oben schon erwaehnt, auch etwas schwierig weil der Abgasstrom doch sehr stark schwankt.
Mit zwei Zylindern als Paralleltwin habe ich einen gleichmaessigeren Abgasstrom und der Ungleichfoermigkeitsgrad sinkt auch erheblich.
Jetzt sind nur die Massenkraefte immer noch sehr gross.

Aus diesen Betrachtungen heraus wuerde ich persoenlich fuer einen ultrasparsamen Motor mit einem Einzylindermotor fuer die Brennraum- und Einspritzanlagenoptimierung anfangen und dann daraus Folgendes ableiten:

- 2-Zylinder Boxer
- Turboaufladung (hier duerfte aufgrund der geringen Abgasmenge nur ein VTG-Lader und keine R2S-(Bi-)Turboladerloesung in Frage kommen.
- extrem hohe Einspritzdruecke (> 2500 bar)
- 400 cm^3 bis 500 cm^3 Einzelhubraum
- geringe Massenkraefte
- Turbolader funktioniert (OK, die Abgaswege von den Auslasskanaelen zur Turbine sind etwas lang, was sich aber durch eine gute Waermeisolierung so einigermassen kompensieren lassen sollte)
- Schwungmasse schon deutlich kleiner
- keine Ausgleichwellen


Jetzt habe ich zwar einen super sparsamen Moter, doch wenden wir uns nun mal dem "Gesamtwirkungsgrad" des Projektes zu.

Wenn ich aus dem Ergebnis der Neumotorentwicklung keine Einnahmen generieren kann, habe ich ganz schnell den Wert eines Einfamilienhauses unwiderruflich in die Entwicklung des Motors versenkt.
Mit fertig kaeuflichen Autos kann ich schon mit 3 l/100 km durch die Gegend fahren.
Mit meiner Neuentwicklung werde ich im Idealfall nicht wesentlich weniger als 1,5 l/100 km verbrauchen koennen, denn die Physik setzt hier klare und sehr enge Grenzen.
Wenn ich jaehrlich (eigentlich absurde) 60000 km fahre und dabei dann 1,5 l Diesel pro 100 km, also insgesamt 900 l Diesel zu ~ 1,10 Euro weniger verbrauche, habe ich pro Jahr ~1000 Euro gespart.
Fahre ich hingegen nur die durschnittlichen 12000 km pro Jahr, spare ich nur noch ~200 Euro pro Jahr.
Wenn ich die ~300000 Euro (Preis eines Einfamilienhauses) fuer die Entwicklung des neuen Motors z.B. im DAX mit mindestens 4 % Rendite sicher anlege, bekomme ich jedes Jahr 12000 Euro dabei raus.
Ich muss also 300000 Euro investieren, um pro Jahr zusaetzlich 11800 Euro (200 Euro gespart - 12000 Euro entgangenem Kapiltalertrag) Verlust zu erleiden.
Der Motor kostet mich also 1000 Euro im Monat ohne dass ich auch nur einen Meter gefahren bin.
Been there, done that. Das braucht kein Mensch.

Um das mal zu relativieren: Ein Skoda Superb TDI Kombi kostet geleast ueber drei Jahre mit einer Gesamtlaufleistung von 180000 km und ohne jede Anzahlung und mit einem kalkulierten Restwert von 0 Euro zum Laufzeitende mit Full-Service-Vertrag etwa 970 Euro pro Monat.
Und da ich den Wagen schon beim Abschluss des Leasing-Vertrages fest an eine bestimmte Person verkaufen kann, habe ich sogar noch den Wagen mit seinem echten marktueblichen Restwert uebrig.
Damit kann ich mir den sogar den hoeheren Spritverbrauch der Riesenkiste locker leisten.

Ich habe frueher schon einige Motoren teilweise sehr drastisch umgebaut, teilweise sogar komplett neu konstruiert und aufgebaut.
Auch wenn so ein Projekt unheimlich viel Spass macht, habe ich (schmerzlich) lernen muessen, dass ich mir statt dessen ein moeglichst aehnliches Produkt einfach fertig kaufe und, wenn ueberhaupt, nur noch etwas optimiere.
Die Zeit, die ich dann uebrig habe, reicht dann auch locker aus, um das Geld dafuer zu verdienen.


Folgender Weg waehre fuer mich gangbar und interessant.

Die bekannten 3-Zylinder TDIs sind eher aus Komfortgruenden mit so vielen Zylindern ausgelegt worden.
Von den Kosten her duerfte es hier auch am einfachsten sein, nur partielle Aenderungen am Motor vorzunehmen, um die Effizienz auf aehnliche Werte wie beim 2-Zylinder-Motor zu steigern.
Wenn ich hier die Einspritz- und Verbrennungsdruecke drastisch anhebe und die Einspritzanlage auf maximale Effizienz anstatt auf tolle Abgaswerte abstimme, komme ich recht einfach auf entspannte 1,99 l/100 km.
Auch ist das komplette Auto ja schon vollstaendig und fahrfertig vorhanden, so dass sich der Entwicklungsaufwand zeitlich und auch von den Kosten her im Bereich eines fortgeschrittenen Hobbyisten bewegen kann.
Will ich jetzt noch mehr erreichen, wird es sofort richtig teuer.
Die naechste Idee waeren andere hitzebestaendigere Kolben, was aber schnell die Kosten ins Absurde explodieren laesst und sich damit schon wieder nicht mehr lohnt.

Wenn ich wirklich so ein Spritsparprojekt machen moechte, wuerde ich mich um das Optimieren grosser LKW-Motoren kuemmern.
Der Kraftstoff macht etwa 80% der Betriebskosten eines LKWs aus.
Bei 160000 km Jahreslaufleistung und etwa 30 l/100 km Verbrauch machen nur 10% Minderverbrauch schon 4800 l Diesel, bzw. 5280 Euro pro Jahr bei 1,10 Euro pro l Diesel aus.
Das laesst sich dann auch sicher gut verkaufen und rechnet sich fuer alle Beteiligten.

Auch wenn solche tollen und abgefahren Projekte und der Erkenntnisgewinn daraus mir sehr viel Spass macht, habe ich da schon viel Geld auf Nimmerwiedersehen versenkt.
Wenn ich also so etwas beginne, dann klaere ich vorher, dass ich den Aufwand spaeter auch (zumindest potentiell) wieder rein bekomme.
Steuerliche und Aspekte habe ich in der Betrachtung hier auch einfach erst mal aussen vor gelassen, denn die sind mir dann doch ein Berg Variablen zuviel.
Auch die Abgasentgiftung habe ich hier nicht betrachtet, denn da halten sich ja sogar die grossen Hersteller nicht dran. grinsi


Viele Gruesse,
huebi

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