motorentabellen für japanfreaks

[moritz]

Komme gerade von einer miller-cycle Pirsch, und bringe diese recht hübsche Tabelle mit:
http://9yakyai.hypermart.net/toyota.html

[Gerhard]

Hallo Moritz!

Als Du von negative supercharging gesprochen hast, hab ich die Site geöffnet und mich mit meinem business kitchen english mühsam durchgearbeitet, um das System zu verstehen, um anschließend in Deinem nächsten Post zu lesen, des is eh ollas a Sch.....

Bevor ich mich jetzt auf intensive Recherce begebe (ich weiß bis jetzt, daß die Einlaßventile offen bleiben und beim Verdichtungstakt gegen den Lader arbeiten) und nachher wiedrum erkenne, es war für´d Fisch,

meine ich,

Heute ist ein guter Tag, um das Prinzip der Miller-Cycle-Engine zu erklären.

VOODOO wie bei negative supercharging, oder tatsächlich mehr Effizienz?

Schönen Gruß

[moritz]

Hallo Gerhard,

der miller-cycle hat den wirklich tragischen Fehler, schlicht im PKW-Sektor bereits wieder ausgestorben zu sein.
Bei großen Stationär- und Schiffsmotoren soll das Prinzip durchaus häufiger sein, was auf eine gesteigerte Effizienz hindeutet. Die PR-Versprechungen "Leistung wie ein 3.0 V6 beim Verbrauch eines 2.0 Vierzylinders" mögen geringfügig euphemistisch sein, augenfällig ist jedoch, daß rund um die Welt fast ausschließlich positive Erfahrungen berichtet werden, mit zwei Ausnahmen:
-"sportlich orientierte" Fahrer bemerken meist wenig Minderverbrauch
-der angeblich  "anspruchsvollste Markt" der Welt, der unsrige nämlich, zeigte sich, wenn er überhaupt davon Notiz nahm, teils von Verbrauch und Leistung enttäuscht.
Das Verbrauchskapitel mag dabei noch auf's Konto der Autobahn-Testfahrten gehen.
Die Leistungsfrage wurde wirklich komisch, als wenig später die ersten Kompressor-Mercedes getestet wurden. Während diese als klassische Kompressormotoren ruhig hätten mehr bieten dürfen als 193PS und eine Handvoll Nm, aber wie gleichgeschaltet über den grünen Klee gelobt wurden, war man von 210PS beim miller-cycle enttäuscht. Bei identischem Hubraum, wohlgemerkt, und in dem Bewußtsein, daß nicht Höchstleistungen das Ziel des miller-cycle sind, sondern eben Effizienz.
Der Kompressor ist hier nämlich unabdingbarer Bestandteil des Konzepts, keine Marketing-Maßnahme wie in Stuttgart.
Ich entferne mich etwas von Deiner Frage, was auch daran liegt, daß zur Wirkungsgrad-Abschätzung mir kein "educated-guess" gelingen wird. Ich würde sogar unterstellen, daß die Fachleute, die die Theorie des Otto wohl mehr schlecht als recht im Griff haben, hier noch stärker im Dunkeln tappen.
Der Gedanke des miller-cycle ist folgender:
Die Kompression, die man der Effizienz wegen stets zu erhöhen trachtet, aber der Klopfgrenze geschuldet limitieren muß, trägt eigentlich zur Erhöhung des Wirkungsgrades kaum bei.
Die Effizienz ist vielmehr Folge des dabei erhöhten Expansionsverhältnisses.
Der miller-cycle erlaubt nun, vom geometrischen Verdichtungsverhältnis, das das Expansionsverhältnis ja nach oben hin begrenzt, nur einen Teil als Kompressionsverhältnis einzusetzen.
Mit den Zahlen des Xedos9/MilleniaS/Eunos800:
Das geometrische Verdichtungsverhältnis von 10:1 würde keine nennenswerte Aufladung zulassen, ist aber wegen des daraus folgenden Expansionsverhältnisses von knapp 10:1 wünschenswert, um wenig Energie per Abgas zu verlieren.
Die Kompression, die zur Effizienz wenig beiträgt, aber bei den Stickoxiden, und der Klopfneigung natürlich, Grenzen setzt, wird auf die letzten 80% des Verdichtungshubes begrenzt, indem die Einlaßventile erst entsprechend spät geschlossen werden. Sie beträgt also 8:1, was mit dem anliegenden Ladedruck verrechnet werden muß.
Insgesamt kann man also mit der real wirksamen Kompression an die Grenzen gehen, die Ladedruck, Brennraumform, Spritqualität... ermöglichen, und gleichzeitig eine erheblich höhere Expnsionsrate auskosten.

Wo genau sich nun die Effizienzquanten zusammentun, ist die große Frage. Ein guter Teil der gelieferten Erklärungen in der Motorpresse scheint mir persönlich fragwürdig bis unsinnig-hahnebüchen.

Also versuch' ich's gleich mal mit meinen eigenen Gedanken:

-das hohe Expansionsverhältnis im Verein mit dem hohen und relativ frei regelbaren Ladedruck ergibt einen recht elastischen Drehmomentmotor, der keine hohen Drehzahlen braucht

-dieser Kombination muß nicht im üblichen Maße die Frühzündung geopfert werden

-durch Hubraumminderung verringerte Reibleistung wird vom Kompressor nicht völlig aufgezehrt

-Gaswechsel wird vom Kompressor vermutlich effizienter bewerkstelligt, als vom Kolbenhub, trotz der Pumpverluste beim Rückströmen?

Der einfachste Erklärungsansatz ergibt sich womöglich über den Zwischenschritt des konventionellen Kompressormotors, der, wenn gut gemacht, in einem stimmigen Gesamtkonzept, bereits effizienter laufen kann, als ein hubraumstärkerer, aber leistungsgleicher Saugmotor.
Die Drehmomentcharakteristik erlaubt hier bereits längere Übersetzungen, reibungsärmere Ventiltriebe...
alles in Allem also durch im Mittel verringerte Drehzahlen verringerte Verlustleistungen.

Dem opfert man aber die besseren Expansionsverhältnisse und Zündwinkel der Saugmotoren.
Beim Schritt zum miller-cycle zieht man quasi hier wieder gleich und behält aber die Kompressor-Vorteile bei, baut also den leichten Vorsprung erheblich aus.

Alles wie erwähnt nach meinem persönlichen Verständnis.

Daß aber die meist monokausalen Ansätze im Vergleich nur mit dem Sauger zu kurz greifen, sieht man im Vergleich des mit 10:1 immer noch geringen Expansionsverhältnisses in Relation zu 11 bis12,5 bei Saugmotoren höherer spezifischer Leistung.

Den milly sollte man m.E. als Vervollkommnung des Kompressormotors sehen, was aber wieder schwer zu transportieren ist, weil von solchen eher pure Leistung erwartet wird, denn ausgeprägte Allroundfähigkeiten, oder gar Sparsamkeit.


Beerdigt wurde er schließlich wegen der hohen Kosten v.a. des Lysholm-Kompressors. Ein günstigerer Roots ist bei diesen hohen Ladedrücken zu ineffizient. Ein billiger Turbo ist nicht praktikabel.

Angeblich war einst vorgesehen den Wankel durch den milly zu ersetzen. Jener ist aber dem Image offenbar zuträglicher als der weitgehend ignorierte, wenn auch in Fachkreisen über beinahe die gesamte Bauzeit hinweg vielfach preisgekrönte Xedos-Motor.

Nepp ist das alles sicher nicht, bis zu 15% Einsparung waren wohl durchaus drin, gegenüber gleichstarken Saugmotoren.
(Ist eigentlich jemand klar, woher BMW die Einsparungen beim drosselklappenlosen Benziner nimmt? Schließlich drosseln dort lediglich die Ventile, anstatt der ~Klappe? Ok, gebe ja zu, daß es mir widerstrebt, über einheimische Technik selbst gründlicher nachzudenken....)

Ein paar Links für die Bequemeren, und jene, die sich die Mühe machen wollen, die geringeren unter meinen Ausführungen, oder besser die falscheren, damit es nicht so biblisch klingt, zu widerlegen (bin immer dankbar für so etwas):

http://autozine.kyul.net/technical_scho ... etrol2.htm

http://www.autospeed.com.au/cms/A_0179/article.html

alter ADAC-Test als .pdf

http://www.123usedcars.com/1999_Mazda_Millenia.html

http://me.a-spec.ca:6001/Room/MillerCycle.html

http://www.fastlane.com.au/Reviews/mazdaeunos.htm

[netzmeister]

Moritz - jetzt hast Du mich mal wieder komplett von den Socken gehauen...

Du sollst einen Titel bekommen - mir fällt nur im Moment kein hinreichend kurzer ein (an alle anderen: Vorschläge sind willkommen!). Aber es sei hiermit vorgemerkt...!

[moritz]

So, da bin ich wieder, mit Teil zwei.

           Nein, schon gut, war nur Spaß.
Nachdem mein zunehmend fallsüchtiger Rechner sich zusehends sehnlicher in den Auslieferungszustand zurück wünscht, und mir zum Zwecke deren Herbeiführung die Gefolgschaft verweigert, hab' ich noch zwei Links nachzutragen:

http://www.geocities.com/kiwiengineer2002/miller.html der Ablauf aufgezeichnet, allerdings in der Variante mit verfrüht schließenden Einlaßventilen!

http://www.mhi.co.jp/tech/pdf/e383/p146.pdf  ein Mitsubishi Gas-Industriemotor, offenbar für Kraft-Wärmekopplung vorgesehen, mit angepaßtem Turbolader (Industriemotor=stationärer Betrieb)

Tja, Jungs, jetzt stellt noch einen Dreischeibenwankel und einen S2000 daneben, einen Nissan Cima und Skyline, einen Mk IV Supra, den kleinen Sera oder neuen Prius, und Ihr wißt, wer auf der falschen Straßenseite fährt.


(Edited by moritz at 13:18 am 21. Oct. 2003)

[Gerhard]

Hallo Moritz,

ebenfalls herzlichen Dank für die Ausführungen.
Hab ich das irgendwo durchklingen hören, er studierte Motorentechnik oder ein verwandtes Gebiet?

@ Alexander:

"Oktan-Otto"
"Metülisator"
"Doc Engine"
"Supercharger"
"J4-Express"
"Pferdeflüsterer"  (*Insider-Sickerwitz*)

...als nicht ganz ernst gemeinte, humor-lastige Vorschläge für die Ehrenmitgliedschaftsbezeichnung...