Diesel - Benzin

Hallo,

nachdem es in letzter Zeit wieder die häufigen Diesel-Benzin Vergleiche gab, hab eich eine Frage an die echten Motorenexperten. Was spricht eigentlich gegen Benzin-Selbstzünder? Bei entsprechenden Verdichtungsverhältnissen sollte das doch noch sparsamer funktionieren als beim Diesel. In russischen Militär-LKW gibt es solche Motoren (als Zweitakt-Diesel mit Umstellmöglichkeit auf Benzin-Selbstzünder und Verdichtung 1:24) schon seit Jahrzehnten. Nun will ich keine russischen LKW-Motoren in deutsche PKW einbaue, aber das Prinzip des Zweitaktdiesels mit sehr hoher Verdichtung bei Benzineinspritzung sollte doch eine extrem verbrauchsgünstige Motorvariante darstellen. Falls der Viertakter die günstigeren Abgaswerte hat, dann bitteschön auch als Viertakter. Gibt es hier Entwicklungsarbeit? Direkteispritzende Benzinmotoren mit herkömmlicher Zündung sind doch in dieser Richtung nur Dünnbrettbohrerei.

Gruß
Tilo

Hi,

nachdem es in letzter Zeit wieder die häufigen Diesel-Benzin
Vergleiche gab, hab eich eine Frage an die echten
Motorenexperten. Was spricht eigentlich gegen
Benzin-Selbstzünder?

Nichts.

Bei entsprechenden
Verdichtungsverhältnissen sollte das doch noch sparsamer
funktionieren als beim Diesel.

Nein, da Benzin eine niedrigere Zündtemperatur als Diesel hat.
(Benzin besteht aus kurzkettigeren Molekülen)
Abgesehen von inneren Motorverlusten ist der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren nur über die Erhöhung der Temperaturdifferenz Verbrennungstemperatur-Abgastemperatur steigerbar.

In russischen Militär-LKW gibt
es solche Motoren (als Zweitakt-Diesel mit Umstellmöglichkeit
auf Benzin-Selbstzünder und Verdichtung 1:24) schon seit
Jahrzehnten.

Das ist wohl eine Notlösung, die in kommunistische Systeme passt.
Ein Benzin Selbstzünder würde die typischen Benzinmotorvorteile verlieren, und gewinnt dadurch aber auch nicht die Dieselmotorvorteile.
Das Benzingemisch zündet bei einer verdichtung von 1:24 viel zu früh.
Das Ergebnis ist, dass man einen „Notmotor“ hat, der jedoch immerhin läuft.

Nun will ich keine russischen LKW-Motoren in
deutsche PKW einbaue, aber das Prinzip des Zweitaktdiesels mit
sehr hoher Verdichtung bei Benzineinspritzung sollte doch eine
extrem verbrauchsgünstige Motorvariante darstellen.

Nein, siehe vorher.

Falls der
Viertakter die günstigeren Abgaswerte hat, dann bitteschön
auch als Viertakter. Gibt es hier Entwicklungsarbeit?
Direkteispritzende Benzinmotoren mit herkömmlicher Zündung
sind doch in dieser Richtung nur Dünnbrettbohrerei.

Auch nein. Das ist derzeit das Maximum was man aus Benzin herausholen kann.
Gruss,

Hi,
also bei den russischen Diesel/Benzin-LKW´S hatte es den Hintergrund, dass man die LKW´s auch noch bei Temperaturen von - 50° anlassen und fahren kann. Dort wurde zum Anlassen Benzin verwendet und dann später auf Diesel umgeschalten. Soweit ich weiss hatten diese Fahrzeuge auch noch Zündkerzen für den Benzinbetrieb.
War zwar sicher nicht gerade gut für die Kurbelwellenlager aber besser als nicht fahren zu können.
Mit Benzin lassen sich solche selbstzünder-Motore nicht betreiben, weil der Benzin von selbst schon vor dem Ende des Verdichtungstaktes explodieren würde.
Beim Diesel wird der Kraftstoff mehr oder weniger gleichmässig, langsam und kontrolliert in die heisse Luft eingespritzt und verbrennt auch nicht explosionsartig. Man könnte zwar auch Benzin auf diese Art verwenden, aber da Diesel billiger ist und energiereicher ist verwendet man besser Diesel dazu.

Ich denke die nächste Revolution im Motorenbau wird der Zweitaktmotor sein, der ohne Kolbenschmierung läuft. Daran wurde in der „kommunistischen“ DDR auch schon geforscht, mit Keramikkolben usw., ob das nun ein Diesel oder Benziner ist werden wir sehen…
ich denke aber es wird ein Diesel werden. Die Technik heutzutage macht es möglich.

Gruß,
Steffen!

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Hallo Helge,

Bei entsprechenden
Verdichtungsverhältnissen sollte das doch noch sparsamer
funktionieren als beim Diesel.

Nein, da Benzin eine niedrigere Zündtemperatur als Diesel hat.
(Benzin besteht aus kurzkettigeren Molekülen)
Abgesehen von inneren Motorverlusten ist der Wirkungsgrad von
Verbrennungsmotoren nur über die Erhöhung der
Temperaturdifferenz Verbrennungstemperatur-Abgastemperatur
steigerbar.

Benzin ist doch dünnflüssiger als Diesel und könnte damit schneller und zeitgenauer direkt in die heisse Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum eingespritzt werden?

In russischen Militär-LKW gibt
es solche Motoren (als Zweitakt-Diesel mit Umstellmöglichkeit
auf Benzin-Selbstzünder und Verdichtung 1:24) schon seit
Jahrzehnten.

Das ist wohl eine Notlösung, die in kommunistische Systeme
passt.

Eine Notlösung ist es sicher, hat jedoch hier ausnahmsweise nichts mit Kommunismus zu tun denke ich (in Friedenszeiten wurden diese Motoren ausschließlich mit Diesel betrieben), sondern damit, dass die Kisten im Kriegsfall notfalls mit allem betrieben werden können, was gerade zur Verfügung steht, notfalls auch Verdünnung oder Alkohol.

Ein Benzin Selbstzünder würde die typischen
Benzinmotorvorteile verlieren, und gewinnt dadurch aber auch
nicht die Dieselmotorvorteile.

Das Benzingemisch zündet bei einer verdichtung von 1:24 viel
zu früh.

Siehe oben, zeitgenaue Direkteinspritzung?

Jedenfalls bin ich kein Motorexperte, aber man macht sich halt über dies und jenes Gedanken, was alles so gehen könnte.

Gruß
Tilo

In russischen Militär-LKW gibt

es solche Motoren (als Zweitakt-Diesel mit Umstellmöglichkeit
auf Benzin-Selbstzünder und Verdichtung 1:24) schon seit
Jahrzehnten.

Hi !

Ich kann mich nicht mehr genau erinnern, aber in die richtung verdichtugserhöhung ist vor jahren schon mal AUDI gegangen (TYP 75 + SUPER 90) die hatten sogenannte mitteldruckmotoren.Mit einer nicht nur für damalige verhältniosse sehr hohen verdichtung.
sind dann sang und klanglos verschwunden.
t.

Interessant
Hi,
ich bin auch kein Motorexperte, aber mit reiner Physik kann man auch schon viel sagen.

Benzin ist doch dünnflüssiger als Diesel und könnte damit
schneller und zeitgenauer direkt in die heisse
Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum eingespritzt werden?

Rein logisch gesehen ja.
Man müsste es dann aber in kürzester Zeit schlagartig einspritzen, denn das Benzin würde schon anfangen zu brennen, bevor es überhaupt richtig im Brennraum drin ist.
Selbst wenn dies technisch ginge, frage ich mich, ob das eine kontrollierte effiziente Verbrennung wäre, denn ein Gemisch sollte sich zumindest erst mal richtig verteilen bevor es zündet.
Bei Benzin sehe ich da arge Probleme.
Diesel ist aufgrund seiner Molekularstruktur dazu wenigstens träge genug.
Gruss,

Ein paar Korrekturen…
Hallöchen und ein frohes neues Jahr!

Nein, da Benzin eine niedrigere Zündtemperatur als Diesel hat.

Leider verhält es sich genau andersherum.

(Benzin besteht aus kurzkettigeren Molekülen)

Gerade wegen der kurzkettigeren Moleküle hat das Benzin eine höhere Zündtemperatur. Und genau deswegen kann man Benzin auch nicht ohne weiteres im normalen Dieselmotor fahren, da es sich eben nicht rechtzeitig entzündet, etwas später dann aber mit viel zu hoher Geschwindigkeit verbrennt. (Siehe Dieselklopfen bei zu niedriger Cetanzahl)

Abgesehen von inneren Motorverlusten ist der Wirkungsgrad von
Verbrennungsmotoren nur über die Erhöhung der
Temperaturdifferenz Verbrennungstemperatur-Abgastemperatur
steigerbar.

Das ist trivial und am nachhaltigsten über ein möglichst hohes Verdichtungsverhältnis zu erreichen. Das spricht also erstmal für das Selbstzünderprinzip.

Gerade die inneren Motorverluste sollten aber besonders betrachtet werden, da sich das Verdichtungsverhältnis ja scheinbar nicht mehr sinnvoll weiter steigern lässt.
Was sich dann nämlich verbessern ließe wäre das Einspritzverhältnis, welches die Vorteile der hohen Verdichtung beim Diesel ja teilweise wieder zunichte macht.
Da Benzin dünnflüssiger ist als Dieselkraftstoff und sich daher leichter zerstäuben lässt und da das Benzin zudem auch noch eine höhere Verbrennungsgeschwindigkeit aufweist, könnte mit einem direkteinspritzenden Benzin-Selbstzünder ein sehr viel kleineres Einspritzverhältnis erreicht werden. Auf diese Weise käme man mit dem Verbrennungsablauf viel näher an die idealisierte Gleichraumverbrennung des Ottomotors heran, welche energetisch günstiger ist als die Gleichdruckverbrennung des Dieselmotors.

Daraus ergibt sich weiterhin auch die Möglichkeit, Benzinmotoren nach dem Selbstzünderprinzip mit höheren Drehzahlen als Dieselmotoren zu betreiben. So könnte man aus einem etwa gleich großen (und schweren) Benzin-Selbstzündermotor eine höhere Leistung herausholen, was für die Anwendung in Fahrzeugen allemal sinnvoll ist.

Dass solche Motoren bisher keine nennenswerte Verbreitung gefunden haben, liegt wohl am ehesten daran, dass die Neigung zur Bildung von Stickoxiden mit steigender Verbrennungstemperatur (bedingt durch hohes Verdichtungsverhältnis und hohe Verbrennungsgeschwindigkeit) dramatisch zunimmt.

Gruß

Stefan

Hi,
thermodynamisch gesehen ist der Otto-Prozess ein Gleichraum-Prozess, der idealisiert aus 2 Isentropen und 2 Isochoren besteht.
Der Diesel-Prozess ist ein Gleichdruck-Prozess, der sich idealisiert aus einer isobaren, 2 Isentropen und einer isochoren zusammensetzt.
Stellt man nun eine Prozessbilanzierung auf stellt man beim Diesel-Prozess eine direkte Abhängigkeit des Wirkungsgrades vom Verdichtungsverhältnis fest, aus diesem Grund läst sich eine Leistungssteigerung recht einfach durch ein größeres Verdichtungsverhältnis bewerkstelligen.
Beim Otto-Prozess ist die Abhängigkeit halt nicht gegeben, daher wird eine Steigerung des Verdichtungsverhältnisses nicht die gleichen Auswirkungen haben, wie beim Diesel-Prozess.
Alles etwas vereinfacht, aber ich hoffe es genügt.

Gruß

Uwe

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Hallo Uwe,

Stellt man nun eine Prozessbilanzierung auf stellt man beim
Diesel-Prozess eine direkte Abhängigkeit des Wirkungsgrades
vom Verdichtungsverhältnis fest, aus diesem Grund läst sich
eine Leistungssteigerung recht einfach durch ein größeres
Verdichtungsverhältnis bewerkstelligen.
Beim Otto-Prozess ist die Abhängigkeit halt nicht gegeben,
daher wird eine Steigerung des Verdichtungsverhältnisses nicht
die gleichen Auswirkungen haben, wie beim Diesel-Prozess.
Alles etwas vereinfacht, aber ich hoffe es genügt.

Meine Frage geht dahin, das Benzin im Diesel zu verbrennen, also Dieselprozess mit entsprechend hoher Verdichtung, weil das eingespritzte Benzin eine höhere Zündtemperatur hat als Diesel und dabei auch gleich ein entsprechend hoher Wirkungsgrad rauskommt.

Gruß
Tilo