Luftkühlung schlecht für Emissionen?

[HarrySpar]

Weiß einer, warum es für luftgekühlte Motoren im Vergleich zu wassergekühlten schwieriger ist, die Emissionsgrenzwerte (Schadstoffklassen, z.B. Euro 4) einzuhalten?

Ich lese immer wieder, daß die Firma XY den neuen Motor XY ab jetzt mit Wasserkühlung bauen muß, um die zukünftigen Emissionsgrenzwerte einhalten zu können.

Was hat die Kühlungsart mit den Emissionen zu tun?

Oder geht es da um den Lärm? Der Schall gehört ja auch zu den Emissionen. Und ein Wassermantel dämmt auch etwas den Schall.

[Eike]

Die Frage habe ich mir auch schon gestellt. Es kann ja nur irgendwas mit der Temperatur der Zylinder zu tun haben: Wasser kühlt besser, also sind scheinbar höhere Tempeartuen im/am Brennraum schlecht für die Abgase.

Ich habe da aber auch noch eine dumme Frage auf Lager - zumindest für Leute, die sich auskennen : Warum gibt es denn überhauüt zwei Kühlkreisläufe, also Öl+Wasser? Damit man nicht so viel Öl regelmäßig wechseln muß? Zur Absicherung, weil ja zumindest kühlseitig sich die beiden Kreisläufe ergänzen?

Gruß Eike

[HarrySpar]

...Ich habe da aber auch noch eine dumme Frage auf Lager - zumindest für Leute, die sich auskennen : Warum gibt es denn überhauüt zwei Kühlkreisläufe, also Öl+Wasser? Damit man nicht so viel Öl regelmäßig wechseln muß? Zur Absicherung, weil ja zumindest kühlseitig sich die beiden Kreisläufe ergänzen?

Das ist eine super Frage.
Weiß das einer?
Ich könnte mir vielleicht folgendes Vorstellen:

Das Öl bekommt auch ständig Wärme ab und soll gekühlt werden.
Wenn nun das Öl über das Wasser gekühlt wird, bleibt immer eine gewisse Temperaturdifferenz (delta t) zur Wassertemperatur übrig. Also z.B. Wassertemperatur 80°C und Öltemperatur 95°C. Das heißt, das Öl kann immer nur hinab bis etwa 15°C oberhalb der Wassertemperatur runtergekühlt werden. Denn schließlich muß der Wärmestrom im Motor vom Öl zum Wasser erst mal durch irgendwelche relativ dicken Metallschichten hindurch. Das Wasser kommt ja schließlich nicht direkt mit dem Öl in Kontakt.

Wenn aber das Öl nun auch direkt vom kühlen Fahrtwind mittels extra Ölkühler gekühlt wird, dann erreicht man wahrscheinlich niedrigere Temperaturen, also eine noch bessere Ölkühlung.

Bei der F800 im Speziellen wird das Öl ja im Plattentauscher vom Wasser gekühlt. Es stehen also zwischen Öl und Wasser immer nur Zehntel Millimeter dicke Blechwände dazwischen. Das Öl kommt also quasi mit dem Wasser direkt in Berührung.

[Gante]

Eine höhere Verbrennungstemperatur wirkt sich in erster Linie auf die Stickoxidemissionen aus. Und bei einer Luftkühlung hat man vor allem dadurch höhere Temperaturen, da man in thermisch hochbelasteten Bereichen die Wärme anders als bei einer Wasserkühlung eben schlechter lokal abführen kann. Um das Problem zu entschärfen, kann man dann z.B. - so wie BMW beim Boxer - eine Ölkühlung nutzen, mit der man dann vergleichbar wie mit einer Wasserkühlung eine gute Wärmeabfuhr aus kritischen Bereichen realisieren kann.

Der gleichzeitige Einsatz von Öl- und Wasserkühlung hat nicht zuletzt mit den unterschiedlichen Siedepunkten von Öl und Wasser zu tun. In thermisch stark belasteten Bereichen kann ich mit Öl aufgrund dessen höherer Siedetemperatur die Wärme effizienter abführen.

Grüße, Marcus

[greinsen]

....auf WIKIPEDIA suchen. Da gibts unter der BMW-Motorrad-Seite sehr gut erklärt wie und warum der <luft irgendwann die Puste aus geht

[HarrySpar]

....auf WIKIPEDIA suchen. Da gibts unter der BMW-Motorrad-Seite sehr gut erklärt wie und warum der <luft irgendwann die Puste aus geht

Und wo bleibt der Link?

[greinsen]

...bei WIKIPEDIA nach BMW-Motorrad suchen soll die meisten User sicher nicht überfordern

[HarrySpar]

...bei WIKIPEDIA nach BMW-Motorrad suchen soll die meisten User sicher nicht überfordern

Da kommt dann das hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/BMW-Motorrad


Keine Info zur Problematik Luft- oder Wasserkühlung

[Thorty13]

Habe das hier zum Thema Kühlung von Verbrennungsmotoren auf Wikipedia gefunden:

http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BChlung_%28Verbrennungsmotor%29


Gruß
Thorsten

[Roadslug]

Weiß einer, warum es für luftgekühlte Motoren im Vergleich zu wassergekühlten schwieriger ist, die Emissionsgrenzwerte (Schadstoffklassen, z.B. Euro 4) einzuhalten?

Ich lese immer wieder, daß die Firma XY den neuen Motor XY ab jetzt mit Wasserkühlung bauen muß, um die zukünftigen Emissionsgrenzwerte einhalten zu können.

Was hat die Kühlungsart mit den Emissionen zu tun?

Oder geht es da um den Lärm? Der Schall gehört ja auch zu den Emissionen. Und ein Wassermantel dämmt auch etwas den Schall.

Es geht bei der wasserkühlung natürlich auch um die Emission der mechanischen Triebwerksgeräusche. Der Wassermantel dämpft dieselben besser, wie du richtig festgestellt hast. Was die Abgasemission betrifft: Die Flüssigkeitskühlung ist effizienter, speziell oben am Zylinderkopf. Daher kann man mit höheren Abgastemperaturen fahren. Bei einem stöchiometrischen Kraftstoff/Luftverhältnis geht die Verbrennungstemperatur theoretisch bis ca. 1600°C. Um die Abgastemperatur nicht zu hoch werden zu lassen "kühlt" man mit Kraftstoff, das heißt man fährt bei Volllast mit Lambda < 1. Das wirkt sich negativ auf die Schadstoff-Emissionen (HC-Gehalt) des Abgas aus. Mit Flüssigkeitskühlung kann man den Arbeitspunkt für die Lambda-Umschaltung weiter nach oben schieben, oder wie den den Pkw-Motoren ganz entfallen lassen. Das wirkt sich dann speziell sehr günstig auf die HC-Emissionen aus und die sind es, die bei den laufenden Verschärfungen der Abgasgesetzgebung reduziert werden müssen

Roadslug

[rotax]

Die F800 ist mein erstes Wassergekühltes Moped,anfangs hatte ich noch bedenken wegen Haltbarkeit der Wasserpumpe oder des Kühlers etc. aber mittlerweile bin ich froh über die Wasserkühlung,der thermische Haushalt des Motors ist fast immer auf gleichem Niveau,im Stau braucht man keine Angst mehr zu haben das einem das Ölschauglas(gut,in diesem Fall nicht) wegschmilzt oder der Motor den Hitzetod stirbt.
Ausserdem kann man auf längere Zeit mehr Leistung abrufen ohne den Motor zu überhitzen
Bei Autos wird es seit jahrzehnten so gemacht,warum nicht auch bei den Motorrädern,das damit auch die Abgaswerte gesenkt werden ist doch ein schönes Nebenprodukt

[Eike]

Weiß einer, warum es für luftgekühlte Motoren im Vergleich zu wassergekühlten schwieriger ist, die Emissionsgrenzwerte (Schadstoffklassen, z.B. Euro 4) einzuhalten?
Ich lese immer wieder, daß die Firma XY den neuen Motor XY ab jetzt mit Wasserkühlung bauen muß, um die zukünftigen Emissionsgrenzwerte einhalten zu können.

Was für Fahrzeuge meinst Du denn konkret, ich habe sowas noch nicht gelesen, schreib mal ein Beispiel.

Gruss Tom

http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BChlu ... gsmotor%29

Gruß Eike

[HarrySpar]

Was für Fahrzeuge meinst Du denn konkret, ich habe sowas noch nicht gelesen, schreib mal ein Beispiel.

Zuletzt habe ich es glaube ich vom Porsche 911 gesehen. Da haben sie ja auch nach dem letzten Modell (993er) mit Luftkühlung auf Wasserkühlung umgestellt. Und da haben sie auch gesagt, daß unter anderem die schärferen Schadstoffgrenzwerte ein Grund sind. Und jetzt trauern sie alle dem "guten, puren" 993er nach.

Aber in den ganzen Motorradheftchen schreiben sie ja immer wieder, daß die luftgekühlten Motoren immer mehr verschwinden wegen der Emissionen.

Die Erklärung vom Roadslug klingt sehr plausibel.
Wußte nicht, daß auch in der Neuzeit noch immer im Vollastbetrieb angefettet wird, um zu kühlen. Ich dachte man macht das jetzt nur noch, weil man damit noch paar PS im Vollastbetrieb mehr rausbekommt.

Roadslug:
Wenn man im Vollastbetrieb mit Lambda kleiner 1 fährt, dann müßte aber neben dem HC auch noch das CO raufschießen, oder? Denn wenn nicht mehr genug O2-Molekühle für die C-Atome da sind, um zu CO2 zu verbrennen, dann bleibt für immer mehr C-Atome nur noch ein einziges O-Atom zur Verfügung. Und dann wird das C eben nur zu höchstgiftigem CO anstatt zu harmloserem CO2.

[Roadslug]

Stimmt, der CO-Wert geht auch hoch, ist aber nicht so dramatisch. Allerdings konzentriert sich die Abgasgesetzgebung speziell auf den Grenzwert für den HC-Anteil. Das ist auch nachvollziehbar, weil derselbe nachweislich die stärksten gesundheitlichen Schäden verursachen kann.
Volllastanreicherung macht man nicht um noch ein paar kW mehr aus dem Motor rauszuholen. Lediglich bei Vergasermotoren hat man früher während des Gasgebens zusätzlich Kraftstoff in den Ansaugkanal eingespritzt (Stichwort: Beschleunigerpumpe). Das hat man aber nicht gemacht um das Gemisch anzufetten, sondern um auszugleichen, dass beim Beschleunigen der schwerere Kraftstoff der Luft nicht schell genug folgen kann und daher ein zu mageres Gemisch angesaugt wird. Bei den Einspritzmotoren ist das nicht nötig, da der Kraftstoff unmittelbar vor das Einlassventil gespritzt wird.
Was Lambda < 1 bei Vollast betrifft kann ich natürlich nur für BMW sprechen. Bei den Pkw-Motoren wird das schon seit geraumer Zeit nicht mehr gemacht. Das liegt aber an den im Pkw-Bereich wesentlich strengeren Abgas-Grenzwerten und muss mit einem erheblichen Aufwand erkauft werden. Da die Grenzwerte auf Gramm/km festgelegt werden sind die kleineren Motoren im Motorradbereich unkritischer. Dazu kommt, dass im Motorradbereich die Abgasgesetzgebung noch nicht so streng ist. Aber ich denke hier wird der Gesetzgeber in nächster Zeit ziemlich nachbessern, so dass auch die Entwickler von Motorradmotoren ihr Hausaufgaben machen müssen. BMW ist da zum Glück der restlichen Motorradindustrie ein ganzes Ende voraus.

Roadslug

[HarrySpar]

Lediglich bei Vergasermotoren hat man früher während des Gasgebens zusätzlich Kraftstoff in den Ansaugkanal eingespritzt (Stichwort: Beschleunigerpumpe). Das hat man aber nicht gemacht um das Gemisch anzufetten, sondern um auszugleichen, dass beim Beschleunigen der schwerere Kraftstoff der Luft nicht schell genug folgen kann und daher ein zu mageres Gemisch angesaugt wird.

Genau! Der 29PS-R4 (845cm3) meines Spezls damals hatte so eine Pumpe. Immer wenn man am Vergaser die Drosselklappe geöffnet hat, kam aus einer anderen Düse nochmal so ein kleiner Strahl Sprit heraus. Aber nur so lange die Klappe in Bewegung nach "weiter auf" war. Sobald die Klappe in dieser offenen Position verharrte, erlöschte auch dieser Zusatzstrahl.

Mein R4 mit der starken Maschine (1100er mit gewaltigen 34PS) hatte aber keine Beschleunigerpumpe mehr.