Grundsätzliche Überlegungen Kolbenmotor vs. Turbine

von **Ysengrin** » 5. Juli 2013 15:19

Hier gibt's doch einige, die sich gut mit Motorentechnik auskennen. Vielleicht können die mir weiterhelfen, denn ich habe keine Ahnung, aber viele Fragen. :oops:

Ein großes Manko an Hubkolbenmotoren ist ja, dass sie eine Auf- und Abwärtbewegung durchführen, die dann mittels Kurbelwelle erst in eine Kreisbewegung umgewandelt werden muss. Dabei geht viel Energie verloren, was den Wirkungsgrad deutlich senkt.

Der Versuch, das durch Kreiskolben (Wankelmotor) zu ändern, hat ja anscheinend nicht überzeugend geklappt. Warum, verstehe ich bis heute nicht. Okay, bei NSU waren die Werkstoffe vermutlich noch nicht weit genug entwickelt, um alles dicht zu bekommen. Aber Mazda hat ja bis vor Kurzem daran rumgewerkelt und wohl auch tolle Autos damit gebaut. Aber so sparsam wie erhofft waren die trotzdem nie.

Aber warum verwendet man denn eigentlich keine Turbinen? Der Treibstoff bzw. Abgasstrom versetzt über Flügelräder die Turbinenachse in eine Drehbewegung und diese Bewegung wird direkt ins Getriebe übertragen. Wie bei einer Dampfturbine. Okay, so eine Turbine hat eine gewisse Trägheit und benötigt zum Ändern der Drehzahl eine Weile, aber wenn man wie bei einem Vierzylinder mit mehreren kleinen und leichten Turbinen arbeiten würde, müsste das doch gehen, oder?

Aber offensichtlich geht es ja nicht, sonst würde es ja längst in der Praxis gemacht werden. Kann mir jemand erklären, warum es nicht geht?

von **spinner3000** » 5. Juli 2013 15:38

Ysengrin hat geschrieben:Aber offensichtlich geht es ja nicht, sonst würde es ja längst in der Praxis gemacht werden. Kann mir jemand erklären, warum es nicht geht?

Es gibt Fahrzeuge die mit Gasturbinen angetrieben werden, so der Abrams Panzer und auch in den 40ern gabs wohl einen Tiger Prototypen mit einer Porsche Gasturbine. Auch verschiedene Lokomotiven verwenden Gasturbinen als zuschaltbaren ANtrieb und im Ami-Land werden auch Motorräder mit Gasturbine gebaut (MTT Turbine Superbike). Bei Wikipedia gibts auch noch ne größere Auflistung verschiedener Fahrzeuge. Nachteile sind wohl der hohe Verbrauch und Verschleiss.

Gruß Niklas

von **TS-Jens** » 5. Juli 2013 16:02

Es gab zB. mal den Chrysler Turbine, der auch einem großen Alltagstest bei vielen stinknormalen Autofahrern unterzogen wurde.
Das dürfte soziemlich das seriennächste im Autobau gewesen sein.

von **Luc´s** » 5. Juli 2013 16:04

In Feuerlöschkreiselpumpen hat man das auch mal probiert. Magirus baute mal eine Turbinenpumpe hatte ordentlich Leistung verkaufte sich aber schlecht da teuer

von **stephanios** » 5. Juli 2013 20:27

turbinen brauchen viel luft zum verdichten.
stell dir mal vor... du fährst mit 220 auf der autobahn...
fährst an einer sandigen baustelle vorbei, wo der bagger und lkw den sand aufwirbeln,
zudem weht der wind den sand über die autobahn...
der ganze staub landet in der turbine...
was denkste wohl was mindestens entsteht und was maximal passieren kann...
zudem sind sie auch laut.

von **kutt** » 5. Juli 2013 20:42

Ysengrin hat geschrieben: Warum, verstehe ich bis heute nicht.

Verschleiß - auch heute...

Turbinen laufen erst effizient (wie jedes Kraftwerk/Maschine), wenn sie groß genug werden. Sonst müssen die Drehzahlen hoch genug sein, was wieder mehr Verschleiß bedeutet.

Das nächste Problem ist, daß jede Maschine bei einer gewissen Abgabeleistung effizient ist. Das ist bei Turbinen erst bei recht hohen Leistungen der Fall - Sonst pulvert man die Energie in Form von Wärme mit dem Abgas raus - was bei Gasturbinen immer hoch ist. Eine Turbine fühlt sich nur bei Ihrer Arbeitsdrehzahl wohl.

Das möchte man beim Fahrzeug aber nicht. Die Idee gab es schon - bei Autos verschiedener Hersteller. Wenn man da Gas gegeben hat, geht der Motor auf sagen wir mal 4000Upm (wo er die meiste Leistung vs. Drehmoment hat = Effizienz hoch) und den Rest hat das Getriebe gemacht. Leider ist dann das Getriebe das Problem. Mittlerweile baut z.B. Mercedes die LKW Getriebe wieder unsynchonisiert. Der Fahrer sagt: "ich will schalten". Dann wird ausgekuppelt und die 2 Wellen werden über Bremsen auf gleiche Drehzahl gemacht und der Gang gewechselt. Dann Einkuppeln und weiter gehts. Enorm verschleißarm und man kann große Momente übertragen. Viel besser als jede Variomatik, Synchrogetriebe oder sogar Automatikgetriebe (bei denen mal einiges in die Erwärmung des Öles verpulvert) .. Naja .. dann gibts ja noch die Möglichkeit mit 2 Getrieben (Wenn das eine Schaltet, ist das andere im Eingriff = teuer)

von **Pirazzi** » 5. Juli 2013 21:25

Und der Wankelmotor wird nicht oft eingesetzt, weil der Brennraum eine ungünstige Form hat (zu länglich) und dadurch die Ausbreitung der Flammfront (und damit die Entfaltung des Drucks) ungünstig ist.
Außerdem führt das zu unüberwindbaren Problemen in Bezug auf die enstehenden Abgase.

von **Schwarzfahrer** » 6. Juli 2013 11:02

kutt hat geschrieben:
Ysengrin hat geschrieben: Warum, verstehe ich bis heute nicht.

Verschleiß - auch heute...

Turbinen laufen erst effizient (wie jedes Kraftwerk/Maschine), wenn sie groß genug werden. Sonst müssen die Drehzahlen hoch genug sein, was wieder mehr Verschleiß bedeutet.

Das nächste Problem ist, daß jede Maschine bei einer gewissen Abgabeleistung effizient ist. Das ist bei Turbinen erst bei recht hohen Leistungen der Fall - Sonst pulvert man die Energie in Form von Wärme mit dem Abgas raus - was bei Gasturbinen immer hoch ist. Eine Turbine fühlt sich nur bei Ihrer Arbeitsdrehzahl wohl.

Verschleiß ist das geringste Problem der Gasturbine, sogar ihr größter Vorteil, weil es nur drehende Teile gibt. Ansonsten sind deine Ausführungen absolut richtig, der extrem schlechte Wirkungsgrad außerhalb des Nennleistungspunktes ist das Problem. Hinzu kommt noch das große Trägheitsmoment, schnelle Drehzahländerungen der Gasturbine wie beim Hubkolbenmotor sind kaum möglich. Das passiert, wie du schon geschrieben hast, durch das Getriebe.

stephanios hat geschrieben:turbinen brauchen viel luft zum verdichten.
stell dir mal vor... du fährst mit 220 auf der autobahn...
fährst an einer sandigen baustelle vorbei, wo der bagger und lkw den sand aufwirbeln,
zudem weht der wind den sand über die autobahn...
der ganze staub landet in der turbine...
was denkste wohl was mindestens entsteht und was maximal passieren kann...
zudem sind sie auch laut.

Das passiert dir auch beim Hubkolbenmotor, dafür gibt es Luftfilter. Der Hubkolbenmotor ist auch sehr laut, wenn man ihn ohne Schalldämpfer betreibt.

von **lukubiner** » 6. Juli 2013 21:34

Schau dir mal den Hüttlin Kugelmotor an. Finde ich interessant

von **Nordmann 0815** » 7. Juli 2013 20:51

Irgendwie gleicht diese Überlegung der Überlegung ob Pest oder Cholera besser ist. Beides sind Wärmekraftmaschinen, welche fossile Brennstoffe benötigen. Diese sind endlich, daher sollte man überlegen , wie man den E-Antrieb in den Griff bekommt. Die Überlegung, eine Spritfresser durch einen anderen, grösseren Spritfresser zu ersetzen, ist ein Weg in die Sackgasse. Das ist meine Überlegung dazu... :mrgreen:

von **Egon Damm** » 7. Juli 2013 21:09

Nordmann 0815 hat geschrieben:Irgendwie gleicht diese Überlegung der Überlegung ob Pest oder Cholera besser ist. Beides sind Wärmekraftmaschinen, welche fossile Brennstoffe benötigen. Diese sind endlich, daher sollte man überlegen , wie man den E-Antrieb in den Griff bekommt. Die Überlegung, eine Spritfresser durch einen anderen, grösseren Spritfresser zu ersetzen, ist ein Weg in die Sackgasse. Das ist meine Überlegung dazu...

die E-Antriebe sind schon sehr gut ausgereift. Nur, jeder Fahrzeughersteller kocht da sein eigenes Süppchen in
Sachen Energiespeicher. Und dann haben die noch ein Ziel.....das E-Auto soll leicht, schnell und sicher sein, sowie
eine große Reichweite haben. Und genau da wird es eng. Aber eigendlich nicht wenn alle E-Autos baugleiche
Akkus hätten, die an einer Ladestation (Tankstelle) gegen einen vollen getauscht werden können. In den Paketverteil-
centren laufen nur E-Flurförderfahrzeuge rund um die Uhr. Jedes Fahrzeug hat eine zweite Batterie an der Ladestation.

von **Nordmann 0815** » 7. Juli 2013 21:30

Egon, der Gedanke baugleicher Akkusysteme kann doch so kompliziert nicht sein. Ich als einfacher 10-Klassenschüler hatte den auch. Es gibt soooo viele Tankstellen, die sich als Akku-Wechselstationen eignen würden. Einheitliches System vorausgesetzt, dauert so ein Wechsel sicherlich nicht länger als tanken mit Kaffee-2-go. Andererseits sind E-Autos Werkstatt-Killer....

von **TS-Jens** » 7. Juli 2013 21:42

Nordmann 0815 hat geschrieben:Andererseits sind E-Autos Werkstatt-Killer....

Auf keinen Fall. Die reinen Reparaturen an Motor und Getriebe sind eh der kleinste Posten. Fahrwerksschäden wirds weiter bzw. aufgrund des höheren Gewichts mehr geben. Und auch E-Motoren halten nicht ewig.
Elektrik/Elektronikfehler werden auch massiv zunehmen, das gleicht sich alles aus

Aber wer will sowas? :nixweiss:

Ich jedenfalls hoffe Zeit meines Lebens noch mit was gescheitem fahren zu können.

von **Obsti** » 7. Juli 2013 21:47

TS-Jens hat geschrieben:Aber wer will sowas?
Ich jedenfalls hoffe Zeit meines Lebens noch mit was gescheitem fahren zu können.

Ohja! Das hoffe Ich auch !

von **Egon Damm** » 7. Juli 2013 22:20

Ein Aufsitzflurförderfahrzeug welchen 2,5 Tonnen bis in eine Höhe von 5 Meter heben kann, dazu mit
und ohne Last 8 Stunden im Dauereinsatz ist, hat ein Eigengewicht von ca. 4 Tonnen. Der Batteriesatz von
80 Volt ca. 900 Amp. reicht dafür völlig aus. Leider ist der max. 15 Sachen schnell.

Im Umkehrschluss ist ein E-Auto mit genormten Battrien und einer guten Reichweite keine Zauberei.
Nur schnell ist es nicht aber mit LKW-Geschwindigkeit könnte es locker mithalten. Schade nur, das
solch ein Fahrzeug keiner haben möchte.

Ich jedenfals baue mir ein E-Getriebenes Kabinenfahrrad mit Heizung für den Winter. 24 Voltantrieb
ca. 300 ah Batterie reichen für ca 100 Kilometer.

von **Ysengrin** » 8. Juli 2013 07:21

Tja, aber das Problem ist eben, sich auf einen Standard festzulegen. Dass sowas in einem kapitalistischen System schwierig ist, wissen wir nicht erst seit VHS - Video2000, Bluray - HD-DVD und ca. 1000 verschiedenen Speicherkarten-Standards. Da kocht halt jeder Hersteller sein eigenes Süppchen.

Davon abgesehen glaube ich auch nicht, dass ein Akkusystem für alle Autos funktionieren würde. Willst Du einen Smart mit dem gleichen Akku betreiben wie ne S-Klasse? Dann wiegt der Smart mit Akku 1,5 Tonnen und bei der S-Klasse ist alle 100km der Strom alle. :wink:

von **Mainzer** » 8. Juli 2013 07:47

Nordmann 0815 hat geschrieben:Egon, der Gedanke baugleicher Akkusysteme kann doch so kompliziert nicht sein. Ich als einfacher 10-Klassenschüler hatte den auch. Es gibt soooo viele Tankstellen, die sich als Akku-Wechselstationen eignen würden. Einheitliches System vorausgesetzt, dauert so ein Wechsel sicherlich nicht länger als tanken mit Kaffee-2-go. Andererseits sind E-Autos Werkstatt-Killer....

http://de.wikipedia.org/wiki/Redox-Flow-Zelle
Das wäre dann sicherlich besser. Energiespeicherkapazität stufenlos (und nicht in diskreten Werten, wie beim Akkutausch) skalierbar.

von **Thor555** » 8. Juli 2013 15:52

Nordmann 0815 hat geschrieben:Egon, der Gedanke baugleicher Akkusysteme kann doch so kompliziert nicht sein.

in der planwirtschaft nicht, in der freien marktwirtschaft versucht eben jeder hersteller sein system zu etablieren und den größten marktanteil zu erlangen.

von **olic75** » 9. Juli 2013 07:38

Wir haben aber nicht genug Rohstoffe auf der Welt um den bestehenden Fahrzeugbestand mit Verbrennungsmotoren durch E-Antriebe zu ersetzen.
Deshalb ist es schlauer Syn-Fuel Systeme einzusetzen, die den klassischen Verbrennungsmotor weiter nutzen, aber aus grüne Energie synthetische Kraftstoffe herstellen. Welche im Idealfall sogar Klimaneutral sind, wenn man das CO2 der Luft als Rohstoff verwendet.
Zur Herstellung von Anlagen zur Syn-Fuel Herstellung würden die Rohstoffe allemal reichen.
Syn-Fuel wäre dann nur der Energieträger der Sonnen-,Wind- oder Wasserenergie.
Gruß!

von **Wolle69** » 9. Juli 2013 12:24

olic75 hat geschrieben:Deshalb ist es schlauer Syn-Fuel Systeme einzusetzen, die den klassischen Verbrennungsmotor weiter nutzen, aber aus grüne Energie synthetische Kraftstoffe herstellen.

Ein wirklich schöner Gedanke!

Allein... sagt dir Choren was? Und da gibt es noch mehr Beispiele.

Ich denke auch, dass die Frage nach dem Grad der Bequemlichkeit aufkommen wird. Mancher mosert über 100km Reichweite von E-Autos. Das Argument im Speziellen kann ich verstehen, denn ich fahre auch öfter längere Strecken. Im Alltag, versteht sich... Sonderfälle wie Urlaub sollte man vielleicht erstmal außen vor lassen. Schon beim Motorrad nervt mich das wöchentliche Tanken, wo ich mit dem Bus sonst nur einmal im Monat die Tanke anlaufe.

Aber es geht ja noch weiter... Klima... ich verfluche die Dinger, aber es gibt Leute, die meinen, es grenzt an Körperverletzung, wenn man Passagiere "ohne" mitnimmt. Das Navi ist auch immer an - selbst auf Strecken, die man aus dem effeff kennt oder wenn's um 300km Autobahn (Ohne Kreuz und Dreieck - nur geradeaus!) geht. Ich habe mittlerweile zwar eingesehen, dass so ein Navi auch mal ganz nützlich sein kann - aber mindestens in solchen Fällen geht der Daumen runter. Dann haben wir vielleicht noch ein elektrisch verdunkeltes Panoramadach? Kino im Fond? Aktiver Gegenschall für jeden Passagier? Was frisst das? Nicht zu vergessen, 120-180-120-180-120-180... das Spielchen kennt man ja.

Schade nur, dass man den Energieverbrauch lediglich durch den Spritpreis regulieren kann. Und da haben die "Altkarrenfahrer" eindeutig den schwarzen Peter gezogen... leider...

Eine - nicht ganz ernst gemeinte

- Idee: Einen Stromzähler in jedes Auto! Und dann den Verbrauch durch "unnütze Spielereien" dokumentieren und versteuern...

von **der janne** » 9. Juli 2013 12:46

Naja, Wolle, ganz so schlimm ist es auch wieder nicht.
Klima ok, stimme ich dir voll und ganz zu.
120-180-120.... auch.

Aber elektrische Verbraucher, solange sich diese in Grenzen halten ok (ich gehe gerade vom Otto-Normal Benziner oder Diesel aus) sind ok, die Lima läuft eh mit.

Anders gesehen gibt es reichlich sinnlose Verbraucher, bzw. könnte man diese auch mal weniger Nutzen ohne 250% Lebensqualität zu verlieren.

E-Auto: dort macht es Sinn, so wenig wie möglich elektrische Verbraucher laufen zu lassen!

von **Wolle69** » 9. Juli 2013 13:01

der janne hat geschrieben:Aber elektrische Verbraucher, solange sich diese in Grenzen halten sind ok, die Lima läuft eh mit.

Naja, ich hab auch nix gegen eine Zentralverriegelung... die zieht ja auch nicht permanent. Oder gegen ESP oder ABS. Nur eben dieses "Rundum-sorgt-irgendein-Verbraucher-für-mein-Wohlergehen" find ich verkehrt. Und die Lima... die sollte doch auch nur das abgeben, was auch verbraucht wird (inkl. Akku-Ladung) und nicht mehr, oder?

von **der janne** » 9. Juli 2013 13:06

Da verraucht ein Haufen im Regler, was nicht benötigt wird, die Lima erzeug ja über Nenndrehzahl permanent.

von **daniel_f** » 9. Juli 2013 13:19

der janne hat geschrieben:Da verraucht ein Haufen im Regler, was nicht benötigt wird, die Lima erzeug ja über Nenndrehzahl permanent.

Das wiederum glaube ich nicht. Bei der Auto- oder auch MZ-Lima wird nach Bedarf der Erregerstrom durch die Erregerspule aktiviert, wenn wenig Last da ist, ist das Tastverhältnis gering, bei hoher Last entsprechend hoch. Verlust entsteht da nicht so übermäßig viel.

von **der janne** » 9. Juli 2013 13:24

Ja, ich habs bissel doof ausgedrückt.

Sagen wir es mal so: ehe die Last/Bremswirkung der Lima eine Verbrauchserhöhung an Kraftstoff fabriziert ist schon noch bissel "Luft" drin, soll heißen da musst du schon alles im Auto laufen lassen permanent ehe es zu einem merklichen Mehrverbrauch an Kraftstoff führt.

Meine Meinung ist: man könnte eher noch an Aerodynamik was gut machen, nicht nur Karosserie, sonder viel mehr solche Sachen wie "zerklüfteter Unterboden" usw.

von **mzler-gc** » 9. Juli 2013 13:35

der janne hat geschrieben:Sagen wir es mal so: ehe die Last/Bremswirkung der Lima eine Verbrauchserhöhung an Kraftstoff fabriziert ist schon noch bissel "Luft" drin, soll heißen da musst du schon alles im Auto laufen lassen permanent ehe es zu einem merklichen Mehrverbrauch an Kraftstoff führt.

Janne, ich weiß, du hast nichts mit so modernen Autos am Hut :versteck:

aber beim O2 sieht man es in der Momentanverbrauchsanzeige:

Standgas 0,6l/h
Standgas+Klimaautomatik Volllast 1,1l/h
Standgas+Lüfter Volllast (Klima aus) 0,8l/h
Standgas+Heck-& Spiegelscheiben-& Arschheizung 0,8l/h

Nur mal als Beispiele... Die Zahlen sind kritisch zu interpretieren und vielleicht nur Anhaltswerte. Blindlings vertraue ich der Momentanverbrauchsanzeige nicht.

Ich seh es ähnlich wie Wolle - elektrische Sitzverstellung ist IMHO unsinnig. Weißt du wie groß die E-Motoren ausgelegt werden müssen? Die sollen ja immerhin den 200kg-Mann bewegen und ziehen dementsprechend Leistung

von **der janne** » 9. Juli 2013 13:47

Neumod´sches Gelumbe

Ich brauch den Pfeffer nicht

Hab keine Klima, keine E-Sitze

von **Ysengrin** » 9. Juli 2013 14:39

Ebenso! Bei meinem 20 Jahre alten Passat verstelle ich sogar die Spiegel von Hand (weil die elektrische Verstellung defekt ist). :lol:

von **Wolle69** » 9. Juli 2013 14:56

mzler-gc hat geschrieben:elektrische Sitzverstellung ist IMHO unsinnig. Weißt du wie groß die E-Motoren ausgelegt werden müssen? Die sollen ja immerhin den 200kg-Mann bewegen und ziehen dementsprechend Leistung

Das ist allerdings ein ganz anderer Punkt, ich bezog mich auf "Quasi-Permanent-Verbraucher". Im Gegensatz dazu sollte die Sitzverstellung ja nicht permanent arbeiten... oder "hält" die etwa auch elektrisch? Wie auch immer: Der ganze Kram will ja auch transportiert werden - inklusive Zuleitungen! Wieviele Kilogramm Kupfer? Leichtbau in aller Munde, aber immer schön Elektronik reinstopfen - der Kunde will das so.

Elektrische Spiegelheizung: sinnvoll!
Elektrische Spiegelverstellung: auf Beifahrerseite sinnvoll, auf Fahrerseite wozu?
Elektrische Fensterheber: auf Beifahrerseite sinnvoll, auf Fahrerseite wozu?
Elektrische Heckklappenöffnung: wozu?
Elektrische Sitzverstellung: wozu?
...

von **TS-Jens** » 9. Juli 2013 16:58

Wolle69 hat geschrieben:Elektrische Spiegelheizung: sinnvoll!
Elektrische Spiegelverstellung: auf Beifahrerseite sinnvoll, auf Fahrerseite wozu?
Elektrische Fensterheber: auf Beifahrerseite sinnvoll, auf Fahrerseite wozu?
Elektrische Heckklappenöffnung: wozu?
Elektrische Sitzverstellung: wozu?
...

Hab ich alles im Thunderbird und nichts davon im Niva. Geht beides.
Kofferraumöffnen elektrisch hat durchaus Sinn. Es sind Fälle bekannt wo an ner Ampel Handtasche etc. aus dem Kofferraum geklaut wurden. Kein Quatsch. Wenn ich jemandem ermöglichen möchte was aus dem Kofferraum zu holen (zB. setzt man grad jemanden ab der seine Tasche dort deponiert hat) drück ich auf den Knopf und er/sie kann dran, aber sonst niemand.
OK, geht auch per Seilzug wie im Niva, aber dafür hab ich auch den Hebel irgendwo unterzubringen.

Elektrische Sitzverstellung ist nicht wirklich nötig. Für die Höhenverstellung und Lordosestütze deutlich bequemer als manuell, vor und zurück geht dagegen manuell schneller. Praktisch wiederum ist Memory wenn mehrere Leute mit dem Auto fahren.

von **pogo** » 9. Juli 2013 19:48

Die aerodynamische Optimierung des Unterbodens bringt nix. Ich habe dazu eine VW interne Studie gelesen. Zudem bringt die Aerodynamik nur was bei schnelleren Fahrten. Der meiste Kraftstoff geht beim beschleunigen drauf, daher ist die Gewichtsreduzierung wichtiger.

Momentan kann ich auch schön einen Verbrauchsvorteil an meinem BMW beobachten. Dort ist der Gebläseregler kaputt gegangen und ich bin gezwungen ohne Klima und Lüftung zu fahren. Der BC zeigt nun einen Verbrauch von 3,8 l/100km anstatt 4,5 l/100km an. Der reale Verbrauch liegt allerdings etwa 1l/100km höher.

Die Zyklusverbräuche werden übrigens auch ohne Lüftung ermittelt.

von **Schwarzfahrer** » 10. Juli 2013 11:55

pogo hat geschrieben:Die aerodynamische Optimierung des Unterbodens bringt nix. Ich habe dazu eine VW interne Studie gelesen. Zudem bringt die Aerodynamik nur was bei schnelleren Fahrten. Der meiste Kraftstoff geht beim beschleunigen drauf, daher ist die Gewichtsreduzierung wichtiger.

Für den Hersteller ist die Aerodynamik-Optimierung nicht interessant, weil sie im NEFZ (Neuer Europäischer FahrZyklus) fast keinen Vorteil bringt. Aber für den Kunden, der längere Strecken bei hohen Geschwindigkeiten fährt, fällt das schon ins Gewicht, bringt dem Hersteller aber keinen Vorteil im Prospekt.

von **torbiaz** » 12. Juli 2013 13:20

Es könnte/sollte auch eher schwierig sein, eine laufende Turbine (mit hoher drehzahl und Massenträgheitsmoment) um die Kurve zu zwingen.
Stichwort: Präzession eines Kreisels.

Der Physik-Prof hat mich da mal zur Demonstration gefordert:
Ein normaler Reisekoffer, in dem eine Fahrradfelge per Bohrmaschine in schnelle Rotation versetzt wurde, sollte von mir getragen und bewegt werden. Geradeaus ging gut. Aber als er sagte: "Und jetzt bitte mal nach rechts drehen", bin ich (bzw. der Koffergriff) fast abgebrochen. Mit viel Gewalt hab ich ihn gedreht bekommen. Nur, das der Koffer dann nicht mehr senkrecht am Griff hing, sondern im 90°-Winkel abstand...

von **Mainzer** » 12. Juli 2013 13:33

Das Massenträgheitsmoment (und damit der Drehimpuls) ist aber doch linear von der Masse und quadratisch vom Radius abhängig. Die Turbinen in Fahrzeugen haben ja eher kleine Durchmesser. Sonst könnte man mit Strahlflugzeugen und -helikoptern wohl kaum ausgefeilte Flugmanöver machen.

von **torbiaz** » 12. Juli 2013 13:59

In Flugzeugen und Helis ist aber auch die Gesamtmasse im Vergleich zur Turbinenmasse recht groß. Und die wirksamen Kräfte (durch Tragflächen/Ruder/Rotorkopf) sind enorm, d.h. sie können die Turbine zur Lageänderung in einem Maße zwingen, welches der normale Moppedfahrer mit seinen Ärmchen am Lenker niemals aufbringen könnte (stell Dir mal 'ne Slalomfahrt durch die Hütchengasse vor...). Man müßte halt mal genauer durchdenken, inwieweit (und vor allem: wie konkret) sich das ganze skalieren läßt.
Hier wären wir auf einen Kommentar von Robert K.G. angewiesen.

Und: soo eng sind die Kurvenradien (relativ zur Objektgröße) bei Fluggeräten eher nicht. Ehe so ein Jumbo eine 90°-Kehre hinlegt, hat er einige Meilen Strecke gemacht. Außerdem wirken die Steuerungsorgane (Ruder) dem Präzessionseffekt genau entgegen. Wenn man also eine Kurve nach rechts fliegt, würde die Präzession das Flugzeug um seine Längsachse drehen wollen. Aber genau an dieser Achse wirken auch die Ruderkräfte. Man könnte jetzt herausfinden, ob sich eine Linkskurve leichter fliegt als eine Rechtskurve (abhängig von der Drehrichtung der Turbine).

Beim Heli ist der Rotorkopf die dominierende Komponente. Nichts am ganzen Fluggerät hat mehr Macht über Lage und Bewegung.

In beiden Fällen muß die Turbine halt mit und die Präzessionskräfte belasten "nur" die Wellenlager und deren Aufhängung.

Und schließlich:
Das ganze ist vor allem eine theoretische Betrachtung. Die (absolute und relative) Größe der auftretenden Kräfte kann man sicher nicht schätzen. Es ging hier um grundsätzliche Überlegungen.

und hier noch ein Häppchen http://www.flugzeugforum.de/drehrichtun ... 694-5.html

.....

Sehr viel spannender ist aber imho das Kreiselmoment (Präzession), welches ein TW auf seine Aufhängung aufbringen kann, denn das ist ggf. gigantisch.
Aber das ist ein anderes Thema.

.....

von **Ysengrin** » 12. Juli 2013 14:16

Hmm, aber habe ich exakt den Effekt nicht auch bei Kurbelwellen und anderen rotierenden Schwungmassen am Motorrad?

von **torbiaz** » 12. Juli 2013 14:23

Prinzipiell ja, aber in kleineren Dimensionen, vor allem durch die kleineren Drehzahlen und Massen.
Und die querliegende Kurbelwelle / Getriebwelle würden eine Präzessionskraft erzeugen, die das Mopped um die Querachse dreht (wie beim Wheelie/Stoppie).

Anders bei den Rädern:
Man klebe sich ordentlich Blei an die Felgen, beschleunige auf Vmax und versuche dann eine Kurve. Der Bock will erst einfach geradeaus weiter und wenn man ihn mit aller Macht zwingt, legt er sich auf eine Seite.

von **ElMatzo** » 12. Juli 2013 14:56

Egon Damm hat geschrieben:die E-Antriebe sind schon sehr gut ausgereift. Nur, jeder Fahrzeughersteller kocht da sein eigenes Süppchen in
Sachen Energiespeicher. Und dann haben die noch ein Ziel.....das E-Auto soll leicht, schnell und sicher sein, sowie
eine große Reichweite haben. Und genau da wird es eng. Aber eigendlich nicht wenn alle E-Autos baugleiche
Akkus hätten, die an einer Ladestation (Tankstelle) gegen einen vollen getauscht werden können. In den Paketverteil-
centren laufen nur E-Flurförderfahrzeuge rund um die Uhr. Jedes Fahrzeug hat eine zweite Batterie an der Ladestation.

Die Idee hatten die Chinesen schonmal und sie haben sogar etwas draus gemacht: http://www.stromtankstellen.eu/batterie ... ative.html
Ein paar Vor- und Nachteile werden auf der Seite schon genannt. Einen weiteren Nachteil vermisse ich da aber: Die Akkutechnik ist teuer und jedes Auto würde mit zwei Batterien daher kommen. Damit fällt der teuerste Aspekt doppelt an.

von **Ysengrin** » 12. Juli 2013 15:52

Sorry, muss nochmal blöd fragen: Wirkt sich das bisschen rotierende Masse im Motor wirklich so extrem aus, dass das ein nennenswerter Unterschied wäre zwischen Kolbenmotor und Turbine? Dann müsste sich ein Boxermotor mit Kurbelwelle längs der Fahrtrichtung doch komplett anders = agiler fahren als einer mit Kurbelwelle quer?

Und dass bei einer Turbine die Drehzahlen höher wären, ist klar, aber dafür sind die Massen bei Kolbenmotoren teilweise erheblich größer. Gerade bei alten Motoren haste da schnell mal Schwungräder mit 12kg. Ich glaube nicht, dass das eine spürbare Rolle spielt. Das wird meines Erachtens von der Trägheitskraft und den Kreiselkräften an den Rädern deutlich übertroffen, oder nicht?

von **Robert K. G.** » 12. Juli 2013 18:21

Ysengrin hat geschrieben:Sorry, muss nochmal blöd fragen: Wirkt sich das bisschen rotierende Masse im Motor wirklich so extrem aus, dass das ein nennenswerter Unterschied wäre zwischen Kolbenmotor und Turbine? Dann müsste sich ein Boxermotor mit Kurbelwelle längs der Fahrtrichtung doch komplett anders = agiler fahren als einer mit Kurbelwelle quer?

Und dass bei einer Turbine die Drehzahlen höher wären, ist klar, aber dafür sind die Massen bei Kolbenmotoren teilweise erheblich größer. Gerade bei alten Motoren haste da schnell mal Schwungräder mit 12kg. Ich glaube nicht, dass das eine spürbare Rolle spielt. Das wird meines Erachtens von der Trägheitskraft und den Kreiselkräften an den Rädern deutlich übertroffen, oder nicht?

Da ich ja schon direkt aufgefordert wurde meinen Senf abzugeben...

Ich rede jetzt mal aus der Sicht eines ollen Prozessingenieurs:
Der Drehimpuls, darauf willst du raus, ist dein geringstes Problem. Es gab sogar schon O-Busse mit einem Schwungrad, das nur an den Haltestellen angetrieben wurde. Das Ding wiegt mehr als eine Hubschrauberturbine und funktioniert trotzdem bei einem mehrere Tonnen!!! schwerem Fahrzeug (Bus). Leider hat kutt mit seinen Ausführungen vollkommen Recht, das brauche ich nicht noch einmal erklären. Wobei: Man kann mit einer Turbine immer noch einen Generator antreiben und den Strom zwischenspeichern. Dan entfällt ein Getriebe, geht aber nur bei großen Fahrzeugen. Also LKW.

Ein weiteres Problem sind die Abgase. Eine Turbine muss immer im Heck des Fahrzeugs eingebaut werden. Die heißen und enormen Menge an Abgasen erfordern es. Im Zweifelsfall, wir erinnern uns dass die Turbine an der Ampel auch bei Nenndrehzahl weiter laufen sollte, wir haben aber erkannt dass wir die erzeugte Energie zwischenspeichern können, sorgt dafür, dass das Nummernschild des nachfolgenden Autos schmilzt. :oops:

Fakt ist: Turbinen sind in Fahrzeugen möglich, aber nur mit enormen technischen Aufwand. Das macht sie schwer und teuer. Zwei Punkte die kein Kunde akzeptiert. Ich würde sagen das ist der Grund warum sich Turbinen nie bei Fahrzeugen durchsetzen werden. Die Physik verbietet es nicht. :twisted:

Gruß
Robert

PS: Wer weiterhin sich nicht mit einem zusätzlichen Drehimpuls anfreunden kann, der nehme zwei Turbinen die sich entgegengesetzt drehen. :floet:

von **Bär** » 12. Juli 2013 19:22

ElMatzo hat geschrieben: http://www.stromtankstellen.eu/batterie ... ative.html

Gab es auch in Europa, Better Place nannte sich die Firma, ist mittlerweile Insolvent.

Ich verstehe nicht, warum unbedingt Klein- und Mittelklassewägen elektrisch betrieben werden sollen, bisher war es doch immer so, dass bei teuren Technischen Baugruppen die Klassen von oben aufgerollt wurden, beispielsweise das ABS, ESP und Airbag in der S-Klasse. Warum dann unbedingt im Preisempfindlichsten Fahrzeugsegment das im Moment teuerste System verbaut werden soll erschließt sich mir nicht.
Ob ein Großbetrieb mit Chauffeurservice jetzt 100k€ oder 130k€ für eine S-Klasse zahlt ist denen doch egal. Würde Aufpreis zum Elektroantrieb im Mittelklassewagen 30k€ betragen, (ich lehne mich jetzt mal weeeit aus dem Fenster), wäre es auch möglich eine Reichweite von 500km zu erzielen.

Bär

von **Mainzer** » 12. Juli 2013 22:35

Was bei Turbinen (zumindest früher) wohl ein Problem war, häufiges An- und Abschalten. Hat die Bundesbahn bei den 210ern schlechte Erfahrungen mit gemacht. Da drin war eine schon stark gedrosselte Turbinen aus einem UH-1, trotzdem gaben die Laufräder relativ schnell den Geist auf. Grund war die im Eisenbahnbetrieb oftmals nur kurzfristig angeforderte Zusatzleistung (Zusätzlich zum TB11 mit 2500 PS).
Deswegen der (neben den drei offiziellen Betriebzuständen Aus, Leerlauf, Volllast) vierte Zustand "Explodiert".
Wie Robert schon schrieb: Dann müsste die Turbine auch im Stillstand mit Nenndrehzahl weiterlaufen.

von **krocki** » 13. Juli 2013 07:44

Mit sowas fliegen sie hier manchmal am Modellflugplatz rum. Sehr eindrucksvolle Geräuschkulisse :zustimm:

40 kg Schub bei 3.5 kg Gewicht ist nicht schlecht, der fünfstellige Preis auch :shock:

von **JEs** » 15. Juli 2013 15:54

Moinsen
Also ich denke mal, dass ein Direktantrieb eines PKW-ähnlichen Fahrzeugs mittels Gasturbine nur an der schlechten Regelfähigkeit der Tubrine scheitert oder man ein fast stufenloses Getriebe benötigt. Kreiselkräfte sind vernachlässigbar, die Temperaturen hinter dem Turbinenausgang sind mit etwa 500°C auch nicht heißer als beim Otto-, Diesel oder sogar Kreiskolbenmotor. Lastwechsel mag eine Turbine gar nicht, weil es dann zu Materialalterung durch thermische Spannungen kommt, die sich nur bedingt ausgleichen.
Was wohl geht wäre eine Gasturbine mit einem Generator zu koppeln und den eigentlichen Antrieb dann elektrisch. Überschußenergie geht in eine Batterie. Das Ganze wäre aber mit einem Wirkungsgrand für die GT von vielleicht 40%, einem Geno-Regler-Wirkungsgrad von~90%, einem Batterieladewirkungsgrad von vielleicht 80% und einem Antriebswirkungsgrad von 95% nicht sehr effizient. Da kommen nämlch weniger als 30% Gesamtwirkungsgrad raus. Da ist ein Kreiskolbenmotor noch besser. Das kriegt man auch nicht besser, weil für die Sekundärnutzung der Abwärme über z.D. eine Dampfturbine kein Platz vorhanden ist.
Kreiskolbenmotoren saufen deshalb mehr, da sie zum Einen eine sehr ungünstige Brennkammergeometrie haben, in denen sich viel unverbranntes Brennstoff-Luftgemisch "verstecken" kann, zum anderen aber die Steuerzeiten sehr kurz sind und damit ein Teil der Verbrennung noch im Auslass stattfindet. Diese Leistung geht verloren. Hier könnte man mit entsprechenden Ladern noch etwas reißen, aber ein Kolbenschüttler ist da einfahcer zu optimieren.
E-Antriebe: wir haben uns daran gewöhnt mit einem Auto voller Elektronik und Helferlein mit einer Tankfüllung zwischen 700 und 1200km zu fahren, ohne zu tanken. Wir haben uns auch daran gewöhnt ein Auto zu kaufen ,welchens für den Worst Case ausgelegt ist, also mit Mutti plus 3 Kindern plus Gepäck und Boot in den Urlaub fahren. Die Kiste soll dabie dann auch noch 200km/h schnell sein, oder mehr. So etwas geht mit E-Antrieb bei den heutigen Speichern einfach nicht.

von **Ysengrin** » 7. Juli 2016 14:01

Ich hole das Thema mal aus der Versenkung. Es gibt nämlich einen neuen Ansatz, sowas in der Praxis umzusetzen. Wird sicher nicht den Automobilbau revolutionieren, aber es zeigt, dass es sich lohnt, auch mal über Alternativen nachzudenken.

http://www.heise.de/autos/artikel/Wrigh ... 37487.html

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