spezifischer Verbrauch bei aufgeladenen Benzinmotoren

[maschwi]

Liebe Forum-Mitglieder,
gibt es unter euch eine gescheite Person welche mir folgende Frage wissenschaftlich beantworten kann:
Haben heutige mit Turbolader aufgeladenen Benzinmotoren einen besseren spezifischen Verbrauch als Saugmotoren?
Früher war das aus physikalischen Gründen nicht der Fall, ein aufgeladener Benzinmotor hatte immer einen höheren spezifischen Verbrauch. Im Gegensatz zum Dieselmotor, dort bewirkt die Aufladung eine Senkung des spezifischen Verbrauches.
Oder profaner ausgedrückt, gilt das Sprichwort "Hubraum ist durch nichts zu ersetzen" nicht mehr?
Dass für unsere Sportwagen eine Turboaufladung eine höher Leistung ergibt ist hier nicht mein Thema. Vielmehr möchte ich wissen ob es dann wirklich wegen des Verbrauchesn ist dass heute alle Autos mit Turbomotoren ausgerüstet werden unter dem Thema "Downsizing". Würden nicht mit einem etwas grösseren Sauger bei gleicher Leistung bessere Verbrauchswerte erzielt?
Grüsse aus CH, Martin

[bellarosso]

Nicht wissenschaftlich, aber ggfs dennoch erhellend: Der Turbomotor hat im Vergleich zu einem gleich starken Saugmotor einen geringen Verbrauch, da ein sonst nicht genutzter Teil der Abgasenergie zur Leistung des Motors beiträgt. Durch den kleineren Hubraum sind sowohl die Reibungs- und Wärmeverluste als auch der benötigte Einbauraum und die Lärmentwicklung geringer. Das Leistungsgewicht (kg/kw) ist deutlich niedriger und durch die Abgas(stoß)aufladung wird ein Teil der an sich verlorenen Abgasernergie zum Antrieb eines Verdichters (Turbine) genutzt, wodurch der Drehmomentverlauf optimiert werden kann. Turbomotoren können mit einem Luftüberschuss (mageres Gemisch) betrieben werden, dadurch können sie schadstoffarmer und verbrauchsgünstiger bertrieben werden.

[EvoOlli]

Aus meiner Zeit mit hochaufgeladenen Turbomotoren kenne ich es noch so, dass ganz im Gegensatz zu Deiner Aussage, Turbo-Motoren mit fetterem Gemisch betrieben werden, vor allem unter Last, da der zusätzliche Sprit gleichzeitig als Kühlung genutzt wird.
Während ein guter Sauger unter Vollast mit ~0.87 Lambda läuft, wird das Gemisch bei Turbomotoren auch schonmal bis unter 0.80 Lambda gebracht.
Meine Erfahrung hat gezeigt, das Turbomotoren gerade unter Last mehr verbrauchen als vergleichbare Sauger.

Aber dies kann natürlich bei den aktuellen 'Mild-' Turbos schon wieder ganz anders sein...

[maschwi]

Danke Matt und Oliver,
ich sehe dass eure unterschiedlichen Meinungen oder Ansichten meine Frage noch stärker berechtigen! Gibt es denn keine wissenschaftlichen Abhandlungen in den Hochschulen darüber, über die heutige Technik im Gegensatz zur "alten"?
Grüsse Martin

PS: DB9 gestern ausgemottet... hat in höheren Lagen leider noch Salz auf den Strassen. Also Osterrundfahrt im Flachen hinter "Sonntagsfahrern" mit 50 km/h...

[EvoOlli]

Ich glaube, das Thema ist einfach zu komplex, es gibt wie bei den Saugmotoren auch bei den Turbomotoren ganz unterschiedliche Konzepte. Und dann gibt es auch noch unterschiedliche Einsatzzwecke...nutze ich eher eine mittlere Leistung oder betreibe ich den Motor, wie z.B. auf der Rennstrecke, ständig am Leistungslimit.
Man sieht ja schon an den aktuellen Diskussionen um den ECE-Verbrauch, das es nicht einfach ist, einen Wert zu ermitteln, der dann auch noch über verschiedene Modelle vergleichbar ist.

[bellarosso]

Aus meiner Zeit mit hochaufgeladenen Turbomotoren kenne ich es noch so, dass ganz im Gegensatz zu Deiner Aussage, Turbo-Motoren mit fetterem Gemisch betrieben werden, vor allem unter Last, da der zusätzliche Sprit gleichzeitig als Kühlung genutzt wird...

Ja, stimmt. Darum sind Turbo-Motoren auch zeitweise völlig vom Markt verschwunden (auch aus Kostengründen), da ein Saugmotor verbrauchsgünstiger war. Der (Abgas)Turbo läuft optimal in einem Temperaturbereich <940°C, alles darüber führt zur Rissen in der Turboschnecke oder zu frühzeitigem Verschleis der Lagerung der Welle des Verdichterlaufrads. Das war nur mit einem "kühlerem" Gemisch zu erreichen; ergo Lambda-Wert runter.

Inzwischen sind die Materialien andere, z.B. Nickel-Feinguss für die Turboschnecke, was früher höchsten für Auspuffkrümmer verwendet wurde, die halten dann auch Temperaturen >1000°C problemlos aus. Im Detail stecke ich da aber nicht drin. Ich weiß nur, das die turbogetriebenen Magermixmotoren im VW Konzern - gerade mit den kleinen Hubräumen zwischen 1.1-1.6l - mit einem sehr mageren (also höheren Lambdawert) Gemisch eingestellt werden, um damit dem Industrieversprechen ein Fahrzeug unter 5l Durchschnittsverbrauch zu konstruieren, genüge zu tun.

Bei Sportwagen dürfte das Thema ganz anders aussehen. Ich denke, das hier eine Wasserkühlung des Turbos praktiziert wird und somit die Temperatur stabil gehalten wird. Trotzdem wird es wahrscheinlich so sein, dass die Motoren im Grunde "etwas" magerer laufen, um die EURO 7 Norm zu erfüllen und eine Menge an Katalysatortechnik zum Einsatz kommt. Das macht es technisch sehr aufwendig und man kann nur hoffen, dass die Ingenieure die ganze Komplexität im Griff haben.

[holgerk]

Moin Moin,

ich finde es auch interessanter wie sich der Verbrauch der Fahrzeuge dann nach all der Theorie und den Prüfstandstestzyklen in der Paxis darstellt. Da gibt's eine interessant Plattform wo Leute ihre Fahrdaten archievieren können und man anhand derer dann ein Gefühl für die Praxisverbräuche einzelner Fahrzeugtypen & -motorisierungen erhalten kann: www.spritmonitor.de

Mal sehen wie dann zum Beispiel der neue 911 mit Turbo gegenüber dem alten Sauger in der Praxis dastehen wird - davon wird es eventuell genug Fahrzeuge geben, aus deren Daten sich eine vernüntige Statistik ergibt. Individuell gibt es ja teilweise enorme Spannbreiten bei den Verbrauchswerte.

Viele Grüße
Holger

[Lionel]

Für mich hat sicher bisher immer gezeigt: Rufe ich richtig Lesitung beim Turbo ab, war es das mit den tollen Verbrauchswerten. Wenn ich rein Drehmoment und weniger Drehzahl fahre (so a la Diesel) dann ist das durchaus weniger als beim Sauger .. aber auch nicht wirklich viel. Btw, SuperPlus aktuell bei 1,23 Eur

Das wurde auch schon wissenschaftlich untersucht :

https://youtu.be/JmxUsGiGp3w

Im 2. Teil dann der (legendäre) M3 vs Prius Verbrauchstest

[maschwi]

ja der Schlusssatz sagt es, wechsle nicht dein Auto, sondern deinen Fahrstil um ökonomisch zu fahren.
Das ist für einen normaldenkenden Menschen zwar logisch, aber die Industrie will uns immer was neues verkaufen und findet dann Gründe um es einem schmackhaft zu machen. Dann kommt noch der Spassfaktor dazu und da sind wir in einem anderen Bereich als "Ökonomie"...
Und jetzt sind wir wieder am Anfang meiner Frage: wäre ein Saugmotor, auf optimalen Verbrauch ausgelegt, und entsprechend gefahren nicht sparsamer als die heutigen, sogenannt "downgesized" Turbomotoren?
BMW hat einmal in den 80er Jahren einen 325e gemacht, mit langem 5. Gang, eben mit diesem Ziel. Aber damit erreicht man bei den Auto-Zeitschriften keine ersten Plätze wenn es darum geht wer schneller auf 100 km/h ist, und schon wird ein vernünftiges Konzept wieder begraben.
Aber jetzt werde ich philosophisch, und drum höre ich auf; schliesslich fahre ja auch ich einen Aston Martin wegen dem Spass und nicht zum Sparen.
Grüsse Martin