Diskussion:Ladeluftkühler

thermodynamische Ungenauigkeiten

"da die gesamte mechanische Arbeit des Verdichters als Wärmezufuhr die Temperatur der verdichteten Luft $T_{Luft}$ erhöht": Wie der Satz ja schon sagt, wird an der Luft Arbeit verrichtet und keine Wärme zugeführt. Der Verdichter wird näherungsweise als adiabat betrachtet, es gibt also keine "Wärmezufuhr" im Verdichter. Gemeint ist vermutlich die Tatsache, dass die verrichtete Arbeit die innere Energie der Luft erhöht, die beim idealen Gas nur eine Funktion der Temperatur ist.

"Nach der Verdichtung wird die höhere Lufttemperatur im Ladeluftkühler an die Umgebung abgeführt und vergrößert den Massenstrom der angesaugten Luft weiter, weil der Verdichter bei gleichem Ladedruck mehr Luft fördern kann." / "der bei gleicher Fördermenge langsamer drehen kann": Die näherungsweise isobare Abkühlung der Luft findet erst nach der Verdichtung statt und hat keinen Einfluss auf die Leistung, die benötigt wird, um den Luftmassenstrom zu verdichten. Die Verdichterarbeit hängt nur von Druck und Dichte der angesaugten Luft sowie dem Verdichtungsverhältnis ab. Abgeführt wird im Ladeluftkühler außerdem nicht die Temperatur, sondern Wärme. Der Massenstrom im Kreisprozess ist weiterhin bis auf den zugeführten Brennstoff offensichtlich konstant und kann im Kühler nicht "vergrößert" werden, der Satz ist diesbezüglich leicht misszuverstehen. -- Dasdingonesin 02:14, 8. Dez. 2011 (CET)

Ich habe die beiden Sätze etwas abgeändert, sie sind so wissenschaftl. korrekt. Du siehst die Sache IMHO viel zu kompliziert und verwissenschaftlicht (ich kenne das selber, kann bei Thermodynamik shcon mal passieren). Locker bleiben und im Teilchenmodell denken. Allerdings hast Du wohl das Wirkprinzip eines Ladeluftkühlers nicht ganz verstanden; empfehle dazu, mal in entsprechende Literatur zu gucken. Grohe hat es recht schön in seinem Buch beschrieben. MFG -- Mons Maenalus (Diskussion) 04:23, 11. Jul. 2012 (CEST)

mit Wasser besprühen

Einen Luft-Luft Wärmetauscher besprüht man nicht mit Wasser, um die Ladeluftkühlung zu verbessern. Der zitierte Subaru hatte eine Wassereinspritzung in die Ladeluft. Das Wasser verdampft und kühlt sie damit. Ebenso Ford Sierra Cosworth. Siehe Wassereinspritzung. (nicht signierter Beitrag von 194.114.62.71 (Diskussion) 16:42, 5. Sep. 2011 (CEST))

Es gibt entsprechende Konzepte. Die auf den Kühler aufgesprühte Wassermenge verdampft und kühlt die Verbrennungsluft im Tauscher stark ab, wodurch sich die dem Motor zugeführte Luftmenge schlagartig stark vergrößert, und die Leistung des Motors deshalb ansteigt. MFG -- Mons Maenalus (Diskussion) 04:27, 11. Jul. 2012 (CEST)

Großotoren

Eine optimale Ladeluftkühlung ist insbesondere bei Großmotoren, wie sie z. B. auf Schiffen zum Einsatz kommen, von besonderer Bedeutung, da auf diese Weise die Leistung gesteigert wird. Wird ein solcher Motor in den Tropen betrieben, bedeutet dies eine hohe Ansaugtemperatur und hohe relative Luftfeuchtigkeit. Zur Auslegung wird meist ein Zustand von t=45°C und phi=80% zugrunde gelegt. Von großem Interesse ist hier die anfallende Kondensatmenge, die vom Zustand der Luft abhängt, die vom Turbolader angesaugt, verdichtet und über den Ladeluftkühler in den Zylinder gefördert wird.

Wer kann die thermodynamischen Berechnungsgrundlagen für diesen Prozeß darlegen?

Hallo Ano Nym. Ich nehme doch einmal an, das auch in den Tropen kein kondensiertes Wasser eingesaugt wird. Der Turbolader bewirkt zunächst einmal eine Temperaturerhöhung, das Risiko der Kondensatbildung ist also gleich null. Auch die anschliessender Rückkühlung auf minimal Umgebungslufttemperatur stellt thermisch den Ursprungszustand her, bei der auch keine Kondensatbildung feststellbar war. --1-1111 23:49, 22. Mai 2005 (CEST)

Dem kann ich entgegenhalten, daß nach meiner Erfahrung bei einer Leistung von ca. 20000kW pro Tag etwa 10 Tonnen Kondensat anfallen! Bei der Verdichtung der angesaugten Luft im Turbolader erreicht diese zunächst einen Zustand im Heißdampfgebiet. Bei anschließender Kühlung nimmt die relative Feuchtigkeit zu, was ebenfalls ein Resultat der Drucksteigerung ist. Ist die Taupunkttemperatur erreicht, beginnt der Kondensatausfall. Wird weiter gekühlt bis auf eine Temperatur unterhalb der Taupunkttemperatur, ändert sich der Wassergehalt der feuchten Ladeluft. [Ano Nym]

Offenbar hat bei dir die angesaugte Luft 45° und wird vermutlich durch Wasserkühlung nach Kompression in Richtung 30° (geschätzt) abgekühlt. Wenn die Luft 80% rel. Feuchte hatte, liegt der Taupunkt beo gut 40°C. Da gibt es natürlich Kondensat.

Aber ist es fair, von einem WP-Artikel über Ladeluftkühlung primär im PKW-Bereich detaillierte Infos zu Schiffsdieseln unter tropischen Bedingungen zu erwarten? Gruß --Boobarkee (Diskussion) 22:26, 26. Sep. 2013 (CEST)

Wirkungsgradsteigerung?

Wohin wird denn die Wärmeenergie, die der Ladeluftkühler der frisch verdichteten Luft entzieht, abgeführt? An die Umgebungsluft? Und wie ist das mit dem Wirkungsgrad? Ich verstehe ja, dass ein turbo-aufgeladener Verbrennungsmotor eine höhere Leistung hat. Schließlich können in einem gleich großen Brennraum mit gleich großen Reibflächen größere Mengen an Kraftstoff und Luft pro Takt reagieren und dadurch mehr Leistung erzeugen als bei einem nicht aufgeladenen Motor. Aber wenn durch den Ladeluftkühler die frisch komprimierte Ladeluft gleich wieder gekühlt wird, verringert sich mit der wachsenden Dichte auch wiederum der Druck der Ladeluft, so dass die Hubarbeit bei der Verbrennung geringer wird. Verringert das Ganze nicht den Wirkungsgrad? Hat jemand vielleicht ein paar aussagekräftige Zahlenwerte parat? Gruß, --Loh 01:20, 4. Jan 2006 (CET)

Nein, der Druck bleibt gleich. Die Luftmasse erhöht sich. Eine qualifizierte Aussage zur Wirkungsgraderhöhung durch Ladeluftkühlung kann ich hier aber im Momment nicht treffen. Die Wirkungsgraderhöhung beim Turboladermotor kommt durch den Wegfall der Ansaugleistung. -- Stahlkocher 13:10, 4. Jan 2006 (CET)

Es steht nichts zum Aufbau des LLK im Artikel: Luft/Luft-Wärmetauscher bzw Luft/Wasser etc.

Lieber Loh, am Kreisprozess im Motor ändert sich nichts (außer der Ansaugleistung), der thermische Wirkungsgrad ist gleich. Das Temperaturniveau ist etwas niedriger. Weil aber die Temperatur am Ende der Verdichtung niedriger ist, kann ich das Verdichtungsverhältnis etwas erhöhen, ohne dass er gleich das Klopfen anfängt. Und wenn ich das mache, dann habe ich einen besseren thermischen Wirkungsgrad. (beim Otto, Diesel ist sowieso jenseits von gut und böse) Aber viel wichtiger ist der verbesserte mechanische Wirkungsgrad. Denn den ganzen Neben- und Hilfsantrieben und praktisch auch der Reibleistung im Motor ist es egal, ob die Füllung jetzt ein bisschen besser ist, die mechanischen Verluste können wir -cum grano salis- als konstant annehmen , bei größerer abgegebener Leistung -> besserer Wirkungsgrad.

• Ich habe den entsprechenden Absatz im Artikel entfernt; nach der allgemeinen Gasgleichung ist die Temperatur- resp. Druckerhöhung ja nur von der Volumenänderung abhängig - ergo tatsächlich die Temperatur und der Druck am Ende der Verdichtung auch niedriger als ohne LLK, was aber wiederum den therm. Wirkungsgrad nicht erhöht, nur die erreichbare Leistungsabgabe. Ist eben alles proportional und linear. Findet sich auch so in Fachbücher wie zB von Grohe. Gruss 79.230.10.90 00:17, 7. Aug. 2011 (CEST)

das dort oben kann man aber nur dann stehen lassen wenn man die Bilanzgrenze um den ganzen Antriebstrang bzw. fast das Auto legt. Das ist aber nur bedingt sinnvoll, den andernfalls erweckt man schnell den verdacht mehr Leistung:=mehr Wirkungsgrad. Insofern sollte man das ganze im Artikel derart kennzeichnen! --k4ktus 19:06, 31. Mär. 2008 (CEST)

Ich habe die von Benutzer:Bergdohle 2015 erneut heinzugefuegte, aber nach wie vor nicht belegte Aussage erneut entfernt. Ein Carnot-Prozess findet hier gewiss nicht statt, weil dieser ein geschlossenes System voraussetzt.
Siehe auch WP:Auskunft#Motorwirkungsgrad mit Ladeluftkühler. Zitat von mir selbst:

Unter Ladeluftkühler steht: Dieser steigert den Wirkungsgrad durch Senkung der Anfangstemperatur beim Carnot-Prozess. Stimmt das ?

Natuerlich stimmt das, falls man allein den Verbrennungsvorgang im Motor betrachtet und diesen als Carnot-Prozess idealisiert, was er aber nicht ist.
Tatsaechlich ist aber in der Praxis der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems mit dem realen Motor gefragt: Kann man also wirklich aus derjenigen Menge Kraftstoff, die sich ohne Ladeluftkuehler mit einem ueblichen aufgeladenen Verbrennungsmotor in einem gegebenen Zeitraum optimal verbrennen laesst, mehr mechanische Energie erhalten, wenn man sie im gleichen Zeitraum(!) und im gleichen Motor mit gekuehlter Luft verbrennt, bzw. kommt man bei gleicher Leistungsabgabe bei gekuehlter Ladeluft wirklich mit weniger Einspritzmenge aus ?
Unerheblich ist meiner Ansicht nach dabei, dass der Motor in den erst durch die Ladeluftkuehlung erreichbaren Betriebspunkten mit hoeherer Leistung tatsaechlich mit besserem Wirkungsgrad arbeitet als bei niedrigerer Leistung, die man auch ohne Ladeluftkuehler erreichen kann, denn das trifft auf jeden Verbrennungsmotor zu: Im Teillastbereich sinkt immer der Wirkungsgrad. Ein aussagekraeftiger Vergleich ist meiner Ansicht nach daher nur bei gleicher Leistung bzw. gleichem Kraftstoffdurchfluss moeglich.

Leider hat dort bis heute niemand geantwortet. Vielleicht habe ich hier mehr Aufmerksamkeit. -- Juergen 217.61.203.72 12:07, 25. Jun. 2022 (CEST)

Siehe [1]. --RAL1028 (Diskussion) 14:46, 25. Jun. 2022 (CEST)

Dieser Link beschreibt den Carnot-Prozess, belegt aber nicht, dass ein solcher bei einer Verbrennungskraftmaschine vorliegt, kann also mein obiges Argument nicht entkraeften. Ich habe um eine dritte Meinung gebeten. -- Juergen 217.61.203.72 14:52, 25. Jun. 2022 (CEST)

Siehe [2]. --RAL1028 (Diskussion) 15:06, 25. Jun. 2022 (CEST)

Dieser Link beschaeftigt sich mit Gasturbinen, aber nicht mit den hier thematisierten Verbrennungsmotoren an Fahrzeugen. Aber auch ueber die Gasturbinen wird in dem Artikel nicht behauptet, dass dort ein Carnotprozess stattfindet. Das kann auch gar nicht der Fall sein, weil auch Gasturbinen ebenso wie Verbrennungsmotoren in Fahrzeugen kein geschlossenes System bilden, was gerade die Voraussetzung fuer das Vorliegen eines Carnotprozesses ist. So weit reicht jedenfalls mein Verstaendnis der Thermodynamik mindestens. -- Juergen 217.61.203.72 15:24, 25. Jun. 2022 (CEST)

Siehe [3]. --RAL1028 (Diskussion) 16:09, 25. Jun. 2022 (CEST)

Dieser Link belegt, dass sich nicht nur bei einem echten Carnotprozess (mit einer abgeschlossenen Gasmenge), sondern auch bei einer realen Gasturbine der Wirkungsgrad durch einen Ladeluftkühler steigern laesst.

Leider laesst sich diese Erkenntnis nicht ohne weiteres auf einen Kolbenmotor in einem Kraftfahrzeug uebertragen, der ja nach ganz anderen Kriterien optimiert ist als eine Gasturbine (Leistungsgewicht und Preis neben dem Wirkungsgrad). Es koennte also sein, dass auch bei einem Kolbenmotor der Ladeluftkuehler neben der Leistung auch den Wirkungsgrad steigert (was ich ja auch ger nicht bestreiten moechte, sondern wonach ich lediglich gefragt habe), aber es wird eben auch durch diesen Artikel nicht belegt.

Uebrigens aeussert sich auch der englische WP-Artikel nur im Zusammenhang mit zweistufigen Luftkompressoren ueber den Wirkungsgrad, nicht aber beim Ladeluftkühler am Verbrennungsmotor. -- Juergen 217.61.194.137 23:44, 26. Jun. 2022 (CEST)

Du hast schon 7.5.3 gelesen? Voilà --RAL1028 (Diskussion) 00:04, 27. Jun. 2022 (CEST)

@RAL1028. Alle 4T-Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen haben Turbolader und Ladeluftkühler. Sie sind wirkungsgradoptimiert und nicht leistungsoptimiert. Die meisten Benzin- und Gasmotoren in Nutzfahrzeugen gehen in die gleiche Richtung. Der Ladeluftkühler senkt die Anfangstemperatur des Carnot-Kreisprozesses. In kalten Breitengraden haben alle Verbrennungsmotoren den besseren thermischen Wirkungsgrad als in warmen. Alle Verbrennungsmaschinen beinhalten den Carnot-Kreisprozess. Kolbenmotoren, Turbinen, Dampfmaschinen, Stirlingmotoren. Man misst den maximalen thermischen Wirkungsgrad von Verbrennungsmaschinen mit der Ein- und Austrittstemperatur der Gase. --Bergdohle (Diskussion) 04:47, 8. Nov. 2022 (CET)

kleine Überarbeitungen nötig

Über ein paar Sachen könnten man mal drübergehen. So ist die Verdunstung von Wasser natürlich ein physikalischer Vorgang, kein chemischer. Auch wenn dem Wasser ein Alkohol beigemischt wird, verdunstet der bloß und verbrennt dann ganz normal im Zylinder. Ferner hatte der Sierra Cosworth mit Sicherheit keine Wassereinspritzung, das hätte ich mitbekommen (ich hatte mal so ein Ding). Auch gibt es bei Wassereinspritzung schnell Korrosionsprobleme in den Zylindern, so daß sowas für PKW-Serienmotoren eher nicht in Frage kommt, es sei denn man hat ein Team von Rennmechanikern, die sich ständig um den Motor kümmern. Die Abschnitte Leistungssteigerung und Anwendung sind ziemlich redundant, man könnte einen Abschnitt daraus machen. Ich mach das mal bei Gelegenheit (wenn niemand anderes möchte).--Thuringius 11:12, 6. Apr. 2007 (CEST)

Soweit erstmal grob fertig, wenn jemand was vermißt oder Quatsch drinsteht, einfach hier sagen.--Thuringius 01:21, 9. Apr. 2007 (CEST)

Anbauorte KFZ/NFZ-Bereich: TMIC hinzugefügt

-- 80.121.155.231 11:01, 12. Mär. 2009 (CET)

Temperaturen

In dem Artikel ist schoen formelmaessig ausgearbeitet, wie die Ladefluftkuehlung funktioniert. Interessant waeren noch Zahlen: Welchen Temperaturhub bringt die Kompression der Aufladung mit sich? Um wieviel Grad Celsius erniedrigt sich die Temperatur im Ladeluftkuehler? Was ist die minimale Differenz zur Umgebungstemperatur nach der Kuehlung?

Die Ladeluftkuehlung ist energetisch ja nahezu kostenlos. Gibt es auch Aggregate mit aktiver Kuehlung? Oder wuerde dadurch die Gesamtleistung sinken? --Ipgehtnicht 13:31, 1. Nov. 2009 (CET)

Die Kompression ist eine adiabatische Zustandsänderung des Gases. Ließe sich also berechnen. Solange Fahrtwind vorhanden ist, geschieht der Abtransport der Wärme quasi aktiv. Die minimale Temperaturdifferenz kann bei unendlich großem LLK null sein (somit die der Kühlluft sein). Es wird also erkennbar, alles ist relativ. Du möchtest schon angeben, WELCHE Baugröße mit welchem DURCHSATZ bei welchem DRUCK betrachtet werden soll. Sobald es sich um eine stationäre Anlage handelt, entfällt auch der Fahrtwind. Dann könnte der LLK in einem Schornsteinzug installiert werden oder aktiv gekühlt werden. Richtig: Für den Antrieb muß Energie aufgewendet werden, ergo sinkt der Gesamtwirkungsgrad. --1-1111 12:40, 2. Nov. 2009 (CET)

In Turbolader stehen ein paar Zahlen zur Erwärmung und zur Kühlung (Ladeluft kann bei Automotoren bis 200°C heiß werden). Die Quelle für das Mindestmaß der Kühlung von etwa 50K werde ich mal raussuchen und dort ergänzen. Eine besonders effektive Kühlung wäre auch mit einem Gegenstrom-Kühler möglich, wobei sich aber der Aufwand für normale Motoren nicht rechnen dürfte.--Thuringius 22:54, 2. Nov. 2009 (CET)

Ist (jetzt schon) eher ein räumliches Problem... --1-1111 12:09, 5. Nov. 2009 (CET)