Alternative Antriebe für Automobile. Hybridsysteme, by Cornel Stan

By Cornel Stan

Über die Realisierungsmöglichkeiten zukünftiger Antriebskonzepte – von Hybridsystemen Elektro-/Verbrennungsmotor über Brennstoffzellen bis zu alternativen Energieträgern wie Wasserstoff oder Alkohol – werden fundierte Kriterien der Qualität eines Antriebs entscheiden. Leistungsdichte, Drehmomentverlauf, Beschleunigungscharakteristik, spezifischer Energieverbrauch sowie Emission chemischer Stoffe und Geräusche sind dafür wichtige Merkmale zur Qualitätsbeurteilung. Die Verfügbarkeit und die Speicherfähigkeit vorgesehener Energieträger, die technische Komplexität, Kosten, Sicherheit, Infrastruktur und carrier werden die Randbedingungen für die Einführung realisierbarer Konzepte alternativer Antriebe für car stellen. Die Übersicht und die examine der Prozesse, Antriebsmaschinen und Energieträger, die entsprechend der aufgeführten Kriterien in komplexen Energie-Management-Systemen für motor vehicle kombinierbar sind, bilden den Inhalt dieses Buches. Für die Entwicklung neuer Konzepte sind diese Fakten notwendiges Wissen.

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Die Anpassung des momentanen Kraftstoff-/ Luft- Verhältnisses an Lastwechselvorgänge – kann die Qualität der Gemischbildung und Verbrennung wesentlich verbessern: - Bei Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung ist ein plötzlich erforderlicher Lastwechsel durch das entsprechend schnelle Öffnen der Drosselklappe umzusetzen. Die Dichteunterschiede zwischen Benzin und Luft – etwa 736 zu 1 – und die Aerodynamik der Kraftstofftropfen bzw. der Luftanteile bewirken bei einem plötzlich geänderten Druckunterschied zwischen Ansaugrohr und Zylinder zum Teil unterschiedliche Strömungsbeschleunigungen von Kraftstoff und Luft, wobei sich ihr Mischungsverhältnis ändert.

Der Joule-Kreisprozess besteht aus zwei Isobaren entlang welcher Wärmezufuhr und Entlastung bzw. Wärmeabfuhr und Verdichtung erfolgen bzw. aus zwei Isentropen für Entlastung und Verdichtung. Der Kreisprozess ist im Bild 16 dargestellt. Als Vergleichsbasis wird der Umgebungszustand wie bei den vorherigen Kreisprozessen betrachtet sowie ein Massenstrom des Arbeitsmediums, welcher der Masse in dem Dieselmotor, m = 2 ,33[g ] , bei einer [ ] Drehzahl von n = 3000 min −1 entspricht. Das ergibt einen Massenstrom ªgº m = 58 ,25 « » .

Es wurden folgende Werte erreicht: A B C D E Nº ª p «10 5 m² »¼ ¬ 32,41 54,79 54,79 3,5 1 V 10 −3 m³ 0,164 0,164 0,275 1,964 1,964 [ T [K ] ] Volllastbereich η th = 0 ,61 764,64 1292,78 2173,15 990,41 283,15 ª 5 Nº Teillastbereich p «10 m² » ¼ ¬ η th = 0 ,61 V 10 −3 m³ [ T [K ] ] A B C D E 32,41 42,08 42,08 2,04 1 0,164 0,164 0,226 1,964 1,964 764,64 992,81 1373,15 578,86 283,15 Es ist bemerkenswert, dass innerhalb der betrachteten Temperaturgrenzen der Seiliger-Kreisprozess einen niedrigen thermischen Wirkungsgrad sowohl als der Ottoprozess als auch als der Dieselprozess hat.

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