Zu Diesel- und Verbrennungsmotoren allgemein

Wollte es mal allgemein ansprechen, ergab sich so durch eine Diskussion unter Freuden, ich musste erkennen, vielen ist das so gar nicht klar, man denkt wohl gar nicht darüber nach.

Viele glauben offenbar, wenn was verbrennt ist es weg, also bis auf ein wenig Asche und Dreck, die kann man ja filtern und gut ist es.

Nein so ist es eben nicht, die Atome selber, die Masse geht nicht verloren, wenn man also wo 50 Liter in den Tank drückt und die durch den Motor jagt, dann müssen da wo die 50 kg auch bleiben. Also bis auf ein ganz, ganz, ganz geringen Teil für die Masse der chemischen Energie die genutzt wird. Das sind aber Mikrogramm.

Wir haben im Treibstoff viel Kohlenstoff-(Atome) und die verbinden sich mit Sauerstoff-Atomen zu CO2. Gibt also Kohlendioxyd und auch Kohlenmonoxyd. Im Treibstoff ist auch etwas Schwefel und noch ein paar andere Stoffe die auch neue Verbindungen eingehen.

Wichtig ist aber zu erkennen, die 50 kg müssen an Masse, an Materie irgendwo bleiben. Stellen wir uns ein Auto vor, in einem geschlossenen Raum und wiegen den, dann wird der nicht wirklich leichter, wenn der Tank leer ist. Dazu kommt, wir nehmen den Sauerstoff aus der Luft, heißt, real haben wir am Ende sogar mehr als nur die 50 kg welche wir aus dem Motor jagen.

Und darum ist es nicht wirklich so einfach da Filter zu bauen und die Stoffe aufzufangen. Cool wäre natürlich, wenn man was wie einen Abgas-Tank hätte, die Stoffe sollten am Besten flüssig oder fest nach der Verbrennung entnommen werden können. Ist der Tank leer hat man wo einen fetten Kieselstein mit ein paar anderen Stoffen drin, mal eben fast 60 kg - 100 kg schwer. Habe nun nicht nachgerechnet, wie viel Sauerstoff dazu kommt.

Wie gesagt, vielen ist das wirklich nicht bewusst, ich war echt irritiert als ich das in der Diskussion festgestellt habe. Auch die Anderen waren verwundert, sagten ja, hast wo recht, darüber hab ich noch nie so nachgedacht, für mich war das einfach weg, verbrannt und gut ist es.

nocheinPoet schrieb:Wichtig ist aber zu erkennen, die 50 kg müssen an Masse, an Materie irgendwo bleiben. Stellen wir uns ein Auto vor, in einem geschlossenen Raum und wiegen den, dann wird der nicht wirklich leichter, wenn der Tank leer ist

Ein Auto mit 50 kg Treibstoff im Tank wiegt selbstverständlich um 50 kg mehr als mit leerem Tank.

nocheinPoet schrieb:Und darum ist es nicht wirklich so einfach da Filter zu bauen und die Stoffe aufzufangen. Cool wäre natürlich, wenn man was wie einen Abgas-Tank hätte, die Stoffe sollten am Besten flüssig oder fest nach der Verbrennung entnommen werden können. Ist der Tank leer hat man wo einen fetten Kieselstein mit ein paar anderen Stoffen drin, mal eben fast 60 kg - 100 kg schwer. Habe nun nicht nachgerechnet, wie viel Sauerstoff dazu kommt.

De Neuerfindung das Katalysators und des Feinfilters.....

@Narrenschiffer

Klar, aber nur weil die 50 kg an Masse in die Natur gepustet wurden. Mach hinten einen großen Ballon an den Auspuff und fange alles an Abgasen auf. Dann kühle die am Ende soweit dass die flüssig werden und wiege das mal, wirst sehen das wiegt mehr als 50 kg. ;)

nocheinPoet schrieb:Mach hinten einen großen Ballon an den Auspuff und fange alles an Abgasen auf. Dann kühle die am Ende soweit dass die flüssig werden und wiege das mal, wirst sehen das wiegt mehr als 50 kg.

Ist klar, weil der Sauerstoff der Verbrennung dazukommt. Jetzt verstehe ich.

Nur macht es keinen Sinn, das wieder zu verwerten, da hinten Kohlendioxid und Wasser rauskommt.

Wenn ich mich jetzt nicht verrechnet habe, ist die Formel:

2 C6H14 + 19 O2 -> 12 CO2 + 14 H2O

Wenn die Formel richtig ist und ich die molgewichte noch richtig im Kopf habe, ist der Sauerstoff in der Gleichung über 50% Scherer als der Rest 186 zu 304 aus dem Kopf.

Irgendwo und vor langer Zeit mal gelesen:

Für die Verbrennung von 1kg Benzin wird ca 15 kg Luft (entspricht ca 10 m³ Luft) verbraucht.

Das wären dann bei 50 kg Treibstoff an die 750 kg Luft, also insgesamt 800 kg "Abfall".

Hm, ob das stimmen kann? ...



Zum Vergleich: Der Mensch verbraucht ca 12 m³ liter Luft / Tag.

@Narrenschiffer

Nun ja, es gibt heute schon die Möglichkeit Treibstoff "aus der Luft" zu erzeugen:

Lösung für den Klimawandel: CO2 aus der Luft als Treibstoff der Zukunft?

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Das wäre mit der beste Weg, ein geschlossener Kreislauf, da gibt es dann auch weniger schlimme Dinge bei der Verbrennung, weil es ja sehr rein ist.

Viele behaupteten ja, elektrische Autos wären der Weg, am besten gleich alle Verbrennungsmotoren weg und alle Autos auf Strom umstellen. Das ist totaler Mist. Wir haben viele 100 Millionen Verbrennungsmotoren und Autos damit, das gibt ganz viel Müll, selbst wenn wir versuchen so viel es geht zu recyceln. Dazu kommen die Batterien und die neuen Autos die gebaut werden müssten.

Das ist so einfach illusionistisch, das geht einfach nicht. Auch müsste der Strom für all die Autos auf der Welt, die dann elektrisch fahren irgendwie produziert werden, man stelle sich mal die Menge an Energie vor, welche jeden Tag global durch Verbrennung in Motoren erzeugt wird, diese Energie müsste dann irgendwie wo elektrisch zur Verfügung stehen. Die müsste also auch wo erstmal erzeugt werden. Wie soll das gehen, woher soll die kommen?

Wir müssen Geothermie nutzen, ganz viel und Wind, Wasser und Solarkraft. Wo immer es geht und dann über viele Jahrzehnte die Autos mit Verbrennungsmotor ersetzten, zuvor muss aber ein guter Akku auf Basis von Silizium verfügbar sein, mit Lithium geht es einfach nicht.

Auch da geht es weiter:

https://www.heise.de/newsticker/meldung/Neuer-Silizium-Akku-verzehnfacht-die-moegliche-Energiedichte-4036489.html

Mit der so gewonnenen Energie dann eben Treibstoff aus der Luft erzeugen, "Öl" wird in so vielen Prozessen benötigt, wir werden so einen Rohstoff weiter brauchen, also künstlich herstellen. Und wir ziehen so Kohlenstoff aus der Atmosphäre.

@delta.m
Naja Luft besteht ja zu 80% aus Stickstoff der nur zu geringen Mengen mitreagiert. 32 Gramm Sauerstoff sollten ca 24 Liter darstell n.

Nachtrag, das mit dem Silizium-Akku ist so nicht richtig, dass braucht noch immer Lithium das Silizium ist nur in der Anode. Also braucht man da wohl noch immer eine gute Alternative.

nocheinPoet schrieb:Nun ja, es gibt heute schon die Möglichkeit Treibstoff "aus der Luft" zu erzeugen:

Ich persönlich halte ja nicht viel davon, Luft-CO₂ zur Synthese von irgendwas zu benutzen. Dafür ist die Konzentration mit ca. 300 ppm (0.6 mg/m³) einfach viel zu klein. Solche Technologien wären nur an Stellen sinnvoll, an denen CO₂ sowieso schon in großen Mengen anfällt.
Dazu kommt das Problem, dass der Prozess Energie benötigt. Und dann muss man sich natürlich fragen, ob es nicht sinnvoller wäre, diese Energie direkt an der Stelle einzusetzen, wo sie benötigt wird, um nicht erst den Umweg über den Treibstoff gehen zu müssen.

nocheinPoet schrieb:Das wäre mit der beste Weg, ein geschlossener Kreislauf, da gibt es dann auch weniger schlimme Dinge bei der Verbrennung, weil es ja sehr rein ist.

Da wär ich mir bei einer großindustriellen Produktion nicht so sicher. Außerdem von welchen schlimmen Dingen sprichst du da? Feinstaub hast du z.B. immer bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen. Stickoxide entstehen bei Verbrennung mit Luft, sofern die Temperatur ausreicht.

nocheinPoet schrieb:Klar, aber nur weil die 50 kg an Masse in die Natur gepustet wurden. Mach hinten einen großen Ballon an den Auspuff und fange alles an Abgasen auf. Dann kühle die am Ende soweit dass die flüssig werden und wiege das mal, wirst sehen das wiegt mehr als 50 kg. ;)

Klar, am besten bis der Staudruck so hoch ist, das der Motor garnicht mehr funktioniert;).

delta.m schrieb:Irgendwo und vor langer Zeit mal gelesen: Für die Verbrennung von 1kg Benzin wird ca 15 kg Luft (entspricht ca 10 m³ Luft) verbraucht. Das wären dann bei 50 kg Treibstoff an die 750 kg Luft, also insgesamt 800 kg "Abfall". Hm, ob das stimmen kann? ...

Ein Ottomotor sollte im normalen Betriebszustand bei Lambda 1 oder besser 1,05 betrieben werden, was bei einem Benzin-Luftgemisch etwa 14,7kg Luft zu 1kg Benzin entspricht. Im Kalstart als auch im Volllastbetrieb fettet er an.

Bei einem Diesel-Luft Gemisch liegt Lambda 1 bei etwa 14,5kg Luft zu 1kg Diesel, wobei Dieselmotoren immer mager, also mit Luftüberschuss laufen sollten.


Luft hat eine Dichte von etwa 1,20014g/Kubikmeter (bei 20 Grad), also sind wir bei einem Ottomotor bei etwa 12-12,5 Kubikmeter Luft pro Liter verbrauchten Kraftstoff.

nocheinPoet schrieb:Wichtig ist aber zu erkennen, die 50 kg müssen an Masse, an Materie irgendwo bleiben. Stellen wir uns ein Auto vor, in einem geschlossenen Raum und wiegen den, dann wird der nicht wirklich leichter, wenn der Tank leer ist. Dazu kommt, wir nehmen den Sauerstoff aus der Luft, heißt, real haben wir am Ende sogar mehr als nur die 50 kg welche wir aus dem Motor jagen.

Oben hat man dir ja den Luftbedarf eines Ottomotors genannt, nun kannst du ja mal rechnen wie gross der Raum sein müsste um den Luftbedarf bereitzustellen. Wenn man nun 50 Liter Treibstoff verbrennt, so füllt sich der Tank über die Druckausgleichsleitung mit Luft, die Verbrennungsprodukte würden sich im Raum verteilen. Benzin hat eine Dichte von 0,72-0,755Kg Liter, wird also nach der Verbrennung etwa 37,5 Kilo leichter sein, als mit Kraftstoff (hier Benzin) im Tank (das Gewicht von 50 Litern Luft hab ich jetzt mal unterschlagen).

nocheinPoet schrieb:Wichtig ist aber zu erkennen, die 50 kg müssen an Masse, an Materie irgendwo bleiben.

Die Abgase eine Verbrennungsmotors vermengen sich mit der Umgebungsluft, hier mit dem Luftinhalt in deinem geschlossenen Raum, der Inhalt des Tanks wird bei Kraftstoffentnahme über den Ausgleichsschlauch mit Umgebungsluft gefüllt. Da nun Luft eine weit geringere Masse aufweisst als Benzin, Kerosin, Diesel oder sonstige Kraftstoffe wird das Auto dementsprechend leichter. Verbrennt man nun Treibstoff, so wird das Fahrzeug entsprechend leichter.

nocheinPoet schrieb:Wichtig ist aber zu erkennen, die 50 kg müssen an Masse, an Materie irgendwo bleiben. Stellen wir uns ein Auto vor, in einem geschlossenen Raum und wiegen den, dann wird der nicht wirklich leichter, wenn der Tank leer ist.

Da die Abgase der 50 Kilogramm Treibstoff sich mit der Umgebungsluft vermengen, wird das Auto eben doch "leichter". Das ganze macht man sich im Rennsport zu nutze, indem man bei Qualifiings und Sprintrennen die benötigte Kraftstoffmenge exakt berechnet um das Auto "leichter" zu machen.

Auch in der Flugplanung wird mit einberechnet das das Flugzeug im Flug durch die Verbrennung vom Kraftstoff (Kerosin, Flugbenzin, Diesel etc) "leichter" wird.

nocheinPoet schrieb:Und darum ist es nicht wirklich so einfach da Filter zu bauen und die Stoffe aufzufangen.

Ja, vor allem wegen dem entstehenden Abgasgegendruck. Ein zu hoher Abgasgegendruck begrenzt den notwendigen Gasaustausch im Zylinder.

Wikipedia: Abgasgegendruck

Deshalb müssen Dieslpartikelfilter auch immer mal wieder zum Beispiel durch "Nachverbrennung" "regeneriert" werden, da sonst der Abgasgegendruck zu hoch wird und einen vernünftigen Gasaustausch im Zylinder behindern würde.

Wikipedia: Dieselrußpartikelfilter#Regeneration

Mir ist völlig unverständlich wie solche abstrusen Grenzwerte eingeführt werden konnten.

behind_eyes schrieb:Mir ist völlig unverständlich wie solche abstrusen Grenzwerte eingeführt werden konnten

Ich denke, da haben sich Politik und Automobilindustrie gegenseitig hoch- bzw. Runtergeschaukelt.

towel_42 schrieb:Ich denke, da haben sich Politik und Automobilindustrie gegenseitig hoch- bzw. Runtergeschaukelt.

Genau das sehe ich irgendwie nicht. Den Technikern war immer klar daß diese Grenzwerte nicht einzuhalten sind. Diese Techniker gab es auf beiden Seiten, auch die Politiker haben exzellent ausgebildete technische Berater. Zum Schluss haben auf Automobilbauseite NichtTechniker im Vollem Wissen das es nicht geht, den Betrug entschieden - trotz ihrer Macht bei der Politik.

nocheinPoet schrieb:Viele behaupteten ja, elektrische Autos wären der Weg, am besten gleich alle Verbrennungsmotoren weg und alle Autos auf Strom umstellen. Das ist totaler Mist. Wir haben viele 100 Millionen Verbrennungsmotoren und Autos damit, das gibt ganz viel Müll, selbst wenn wir versuchen so viel es geht zu recyceln. Dazu kommen die Batterien und die neuen Autos die gebaut werden müssten.

Es ist natürlich nicht sehr effizient schon neuere Fahrzeuge zu ersetzen aber in jedem Land gibt es unterschiedliche Lebenszyklen für ein Fahrzeug und irgendwann wird ein Fahrzeug auch ersetzt. Neuere Fahrzeuge werden dank der Technik wohl auch kaum noch ein Leben in ärmeren Ländern haben, da einfach die Reparatur immer mehr erschwert wird und die Komplexität zunimmt.

nocheinPoet schrieb:Nun ja, es gibt heute schon die Möglichkeit Treibstoff "aus der Luft" zu erzeugen:

Es wäre hier wohl sinnvoller das CO2 gleich bei der Entstehung zu trennen und dann direkt zu wandeln, entweder über Pflanzen wie Algen oder durch chemische Prozesse. Bei einem Fahrzeug eher nicht möglich aber der Beitrag von den Fahrzeugen ist jetzt nicht gerade der Hauptteil.

behind_eyes schrieb:Genau das sehe ich irgendwie nicht. Den Technikern war immer klar daß diese Grenzwerte nicht einzuhalten sind. Diese Techniker gab es auf beiden Seiten, auch die Politiker haben exzellent ausgebildete technische Berater. Zum Schluss haben auf Automobilbauseite NichtTechniker im Vollem Wissen das es nicht geht, den Betrug entschieden - trotz ihrer Macht bei der Politik.

Klar kann man die Grenzwerte einhalten, Hauptgrund sind aber eher Kosten und Wartungsaufwand als die Technik.

behind_eyes schrieb:Mir ist völlig unverständlich wie solche abstrusen Grenzwerte eingeführt werden konnten.

Naja, Tatsache ist, es ist nicht Lebensverlängernd, wir alle bezahlen dies mit einer kürzeren Lebenserwartung, mehr Krankheiten und mehr Kosten für das Gesundheitssystem.

berlinandi schrieb:Benzin hat eine Dichte von 0,72-0,755Kg Liter, wird also nach der Verbrennung etwa 37,5 Kilo leichter sein, als mit Kraftstoff (hier Benzin) im Tank (das Gewicht von 50 Litern Luft hab ich jetzt mal unterschlagen).

Das Fahrzeug wird nach der Verbrennung der 50 Liter natürlich cirka 37,5 kg "leichter" sein, als mit 50 Liter Benzin im Tank.

behind_eyes schrieb:Genau das sehe ich irgendwie nicht. Den Technikern war immer klar daß diese Grenzwerte nicht einzuhalten sind. Diese Techniker gab es auf beiden Seiten, auch die Politiker haben exzellent ausgebildete technische Berater. Zum Schluss haben auf Automobilbauseite NichtTechniker im Vollem Wissen das es nicht geht, den Betrug entschieden - trotz ihrer Macht bei der Politik.

Seh ich genau andersrum, da hat der eine angefangen mit, wir sind die deutsche Autoindustrie, wir können alles und der nächste mit wüsste ichs doch wir bauen die besten Autos der Welt! Wenn da einer frühzeitig die Reissleine gezogen hätte, hätten wir jetzt halt andere Grenzwerte.