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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 provider werden die Randbedingungen für die Einführung realisierbarer Konzepte alternativer Antriebe für motor vehicle stellen. Die Übersicht und die examine der Prozesse, Antriebsmaschinen und Energieträger, die entsprechend der aufgeführten Kriterien in komplexen Energie-Management-Systemen für car kombinierbar sind, bilden den Inhalt dieses Buches. Für die Entwicklung neuer Konzepte sind diese Fakten notwendiges Wissen.

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Diese Korrektur würde zu einer gewissen Wirkungsgradsenkung in Richtung Teillast – selbst beim idealen Kreisprozess – führen. Beim realen Prozess ergeben sich ohnehin auch Änderungen in der Wärmezufuhr – die nur beim idealen Prozess rein isochor verläuft, wodurch der thermische Wirkungsrad noch mehr beeinflusst wird. Dieser Zusammenhang wird im Kap. 2 näher betrachtet. Bezüglich der spezifischen Kreisprozessarbeit bleibt der OttoKreisprozess weit unter dem Seiliger-Prozess: im Volllastbereich ª kJ º wkV = 638 ,8 « » ¬ kg ¼ im Teillastbereich ª kJ º wkT = 275 ,1« » ¬ kg ¼ Wie bereits erwähnt ist jedoch das Drehzahlniveau moderner Ottomotoren weitaus höher als bei Stirlingmotoren, wodurch die erreichbare effektive Leistung bei vergleichbarem Hubvolumen eher höher liegt.

KJ º ª kJ º wkV = 150 ,02 « » bzw. 1 Thermodynamische Prozesse – Umsetzbarkeit und Grenzen 29 Bei Volllast würde es gerade ein Fünftel der Arbeit im Dieselkreisprozess bedeuten. Dadurch, dass die Begrenzung des maximalen Druckes auch die maximale Temperatur stark absenkt, wird in diesem Fall auch der thermische Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses niedriger als jener des Diesel-Prozesses; sowohl in der Volllast als auch in der Teillast. Es gilt: η thV = 0 ,561 bzw. 5) STIRLING–Kreisprozess Der Stirling-Kreisprozess, bestehend aus zwei Isochoren und zwei Isothermen, wobei auf jeder Zustandsänderung Wärme ausgetauscht wird und auf den Isothermen zusätzlich die Entlastung und die Verdichtung realisiert werden ist im Bild 12 dargestellt.

Daraus resultieren folgende Vergleichswerte: A B C D Nº ª p «10 5 m² »¼ ¬ 32,41 92,1 2,84 1 V 10 −3 m³ 0,164 0,164 1,964 1,964 764,67 2173,15 804,7 283,15 [ T [K ] ] ª 5 Nº Teillastbereich p «10 m² » ¼ ¬ η th = 0 ,63 V 10 −3 m³ [ T [K ] ] Volllastbereich η th = 0 ,63 A B C D 32,41 58,19 1,8 1 0,164 0,164 1,964 1,964 764,67 1373,15 508,47 283,15 Der thermische Wirkungsgrad bleibt bei dieser Berechnung im Vollund Teillastbereich gleich - Auf der einen Seite wurde hierbei die negative Kreisprozessarbeit infolge der Drosselung der zugeführten Frischladung bei Teillast nicht berücksichtigt.

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