Was ist eigentlich so besonders am Elsbett-Motor?

Wie funktioniert er?

 

In einem Vorwort habe ich ja schon geschrieben, dass man nicht digital denken soll. Diese Vorgehensweise hindert jeden daran innovativ zu denken und zu handel. Die Industrie ist nicht immer der Wegweiser in neue Technologien. Oftmals ist die Industrie ein Verhinderer (zumindest in Deutschland). Bei dem Elsbett Motor haben wir eine schöne Darstellung eines Verbrennungsmotors der ganz klar effizient ist aber einen anderen Ansatz fährt. Der Ansatz war hier die Nutzung von Pflanzenöl als Treibstoff.

„DER“ Elsbett-Motor hat mittlerweile Berühmtheit erlangt, doch hatte die Firma Elsbett Konstruktion damals nicht nur diesen Motor entwickelt. Es gab Motoren mit einem Zylinder bis vierzehn Zylindern, kleine Motoren für Pkw und Stromerzeuger, größere für Lkw und auch sehr große Motoren für Stationärbetrieb oder Schiffe. Es wurde sogar ein Flugzeugmotor (Vierzehnzylinder-Taumelscheiben-Motor) gebaut.

„DER“ Elsbett-Motor, der immer wieder in aller Munde auftaucht, ist ein relativ kleiner Motor: 1,45 Liter Hubraum und 3 Zylinder. Um so mehr wunderte es die Konkurrenz von damals, dass dieser Motor, in einem Mercedes 190 verbaut, leiser und vibrationsärmer arbeitete als der original Mercedes Vierzylinder. Und dabei fuhr er mit seinen 90 PS und dem für TDI´s typischen bulligen Abzug gleichstarken Benzinern gehörig um die Ohren, und das alles bei der Hälfte des Kraftstoffverbrauches. Dies geschah wohlgemerkt in einer Zeit, in der sämtliche Automobilhersteller noch über die Direkteinspritzung in den Elsbett-Motoren lachten und auf Vorkammermotoren setzten. Heute kann sich keiner mehr leisten auf Direkteinspritzung zu verzichten – heute, nachdem Elsbett es vorgemacht hat. Um 1975 wurden die direkteinspritzenden und turbogelandenen Motoren von Elsbett Ferdinand Piech vorgestellt (Mit der Bezeichnung TDI !!! als Kürzel für Turbo-Direkt-Injection). Sie waren bereits mit Pumpe-Leitung-Düse-Einspritzung ausgestattet, einer Technik, die in ähnlicher Weise fünfundzwanzig Jahre später als modernste Neuentwicklung der Dieseleinspritzung propagiert wird.

Die DUOTHERMISCHE VERBRENNUNG

Woran liegt es, dass der ELSBETT-Motor so gut wie keine Kühlung braucht?  Das Prinzip ist eigentlich ganz einfach zu verstehen. Ich habe hier einmal die Vorgänge im Brennraum eines ELSBETT-Motors beschrieben:

Die angesaugte Luft wird in einen Drall (Umdrehung) mit hoher Geschwindigkeit gebracht und kreist im Zylinder. Während sich der Kolben nach oben bewegt, wird die Luft in die kugelähnliche Vertiefung des Kolbens gedrückt und kreiselt dort weiter. Der Kraftstoff wird nun so in den Luftwirbel eingespritzt, dass er vom Luftstrom mitgerissen wird. Durch den hohen Druck in der zusammengepressten Luft entzündet sich, wie bei jedem anderen Dieselmotor auch, der Kraftstoff. Nun hat man eine große Menge heißer Verbrennungsgase, die auf einen Schlag mehrere hundert Grad heißer sind, als die nicht verbrannte überschüssige Luft. Durch den Temperaturunterschied entsteht auch ein großer Gewichtsunterschied (heiße Luft dehnt sich aus und ist leichter als kalte, darum steigt warme Luft in einem Kamin auch nach oben). Man hat also nun heiße, leichte Luftschichten im Brennraum und kühle, schwere. Die letzteren werden durch die Fliehkraft in dem anfangs beschriebenen Drall nach außen gepresst und isolieren die Wände von den Verbrennungsgasen ab.

Schnittbild durch den Kolben

Dadurch dass also der Kolben, der Zylinder und der Zylinderkopf mit dem besten Isolierstoff, den es gibt, mit Luft, vor den heißen Gasen abgeschirmt sind, wird der Motor fast nur durch Strahlungswärme und Reibung erhitzt. Die Verbrennungsenergie wird fast vollständig in die Bewegung des Kolbens umgesetzt.

Bei dieser Art der Verbrennung wird übrigens der Entstehung von NOx entgegengewirkt, da in der heißen Zone der Sauerstoff fehlt und in der Überschussluft die Temperatur nicht hoch genug ist.

Man nennt dies Duothermische Verbrennung

Ansicht von oben

Wenn man darüber nachdenkt, begreift man auch, warum der ELSBETT-Motor einen Wirkungsgrad hat, der heute noch unerreicht ist!

Man versteht jetzt, warum es noch keine Autofirma geschafft hat, trotz aller Elektronik einen Motor zu entwickeln, der so sparsam ist, wie der Elsbett-Motor: Ganz einfach: Wenn ich 65% der Energie, die durch den verbrannten Kraftstoff erzeugt wird, durch Wasserbohrungen wegleite, wenn ich anschließend von den übriggebliebenen 35% noch eine Wasserpumpe und einen Lüfter zur Kühlung antreiben muss, und wenn ich ein Fahrzeug bauen muss, das strömungsungünstig ist, weil ich einen Wasserkühler benötige, der gut im Fahrtwind steht, wie effizient soll es denn dann noch sein?!?

Es ergeben sich noch weitere Vorteile als „nur“ Sparsamkeit durch die Duothermische Verbrennung

z.B. sehr große Langlebigkeit:

Die ELSBETT-Kolben bestehen nicht aus Aluminium wie bei herkömmlichen Motoren, sondern aus Stahl. Stahl kann viel dünner verarbeitet werden ohne durchzubrennen als Aluminium, ist deshalb nicht zwangsläufig schwerer. Man hat damit den Vorteil, dass sich der Kolben bei Erwärmung genauso ausdehnt wie der Motorblock und der Zylinderkopf, die ebenfalls aus Stahl gefertigt sind. Das Spiel und die Längenverhältnisse im Motor sind also beim Start bei dreißig Grad minus genauso wie bei Betriebstemperatur (ca. 90° Öltemperatur). Es entstehen keine Hitzerisse mehr im Kopf oder in den Kolben,  wie bei herkömmlichen Motoren (speziell bei Turbomotoren), immer noch üblich. Auch gibt es keinen höheren Verschleiß mehr beim Kaltstart. Auch der hohe Ölverbrauch von vielen namhaften Tdi-Motoren ist auf ein hohes Kolbenspiel zurückzuführen, damit der Aluminiumkolben nicht stecken bleibt, wenn er im Zylinder aus Stahl mit einer anderen Wärmeausdehnung heiß wird. Das Spiel zwischen Kolben und Zylinder ist beim Elsbett-Motor um eine Zehnerpotenz geringer als bei anderen Dieselmotoren. Dadurch werden Die Kolbenringe kaum noch thermisch belastet, da der Kolben schon oberhalb annähernd gasdicht abschließt.

Es ist nun auch keine Zylinderkopfdichtung (ein ewiges Ärgernis bei allen Turbomotoren) mehr notwendig, da ein Stahl-Zylinderkopf und ein Stahl-Motorblock bei gleichmäßiger Erwärmung der Teile (und das ist bei Duothermischer Verbrennung und Wegfall von Kühlrippen oder Wasserbohrungen der Fall) dicht aufeinander sitzen bleiben ohne sich zueinander zu bewegen.

Die Innenraumheizung im PKW, die bei anderen Autos mit Kühlwasser betrieben wird, wird bei Fahrzeugen mit Elsbett-Motor durch

das Motoröl aufgeheizt. Das funktioniert genauso gut. Man hat sogar noch den Vorteil, dass es keine Kalkablagerungen oder Rost gibt. Frostschutz benötigt man im Elsbett-Motor selbst im dicksten Winter keinen mehr. Wie auch – ohne Wasser!

Nicht vergessen sollte man auch einen weiteren kleinen „Nebeneffekt“ der Duothermischen Verbrennung:

Dadurch, dass kein Kraftstoff mehr mit den Wänden des Brennraumes in Berührung kommt, ist es ohne Probleme möglich, den Motor anstelle von Diesel mit Pflanzenöl zu betreiben, egal ob er warm oder kalt ist. Bei herkömmlichen Motoren hat man dabei immer das Problem, dass sich das Pflanzenöl an den kalten (weil wasser- oder luftgekühlten) Wänden niederschlägt. Dann wird nicht der ganze Kraftstoff verbrannt und „verkokt“, hinterlässt also schädliche Rückstände, oder läuft an den Kolben (ich erinnere an die Abhandlung etwas weiter oben zum Kolbenspiel) vorbei ins Motoröl. Die Folge kann ein Motorschaden sein.

Diese Eigenschaft hat dem Motor auch den Namen „Pflanzenölmotor“ eingebracht.

WAS NICHT SEIN DARF, DAS KANN NICHT SEIN:

Am 16. bis 23. September 1993 veranstalteten der Allgemeine Deutsche Automobil Club (ADAC) und der Österreichische Automobil- Motorrad- und Touring Club (ÖAMTC) erstmals die ECO TOUR OF EUROPE, eine große internationale Veranstaltung, um die neuesten, verbreitetsten und sparsamsten Automobile in einer Fahrt quer durch Europa in Hinsicht auf ihren Kraftstoffverbrauch gegeneinander antreten zu lassen. Die ECO-Tour stand unter der Schirmherrschaft der Bundeskanzler Dr. Franz Vranitzky (Österreich) und Dr. Helmut Kohl (Deutschland).

Die niedrigsten Verbrauchswerte im Sprit-Spar-Wettbewerb lieferte ein Elsbett-Mercedes mit dem Dreizylindermotor (90 PS) und etwa 400 000 km auf dem Buckel. Der Elsbett-Mercedes verbrauchte mit Pflanzenöl 3,76 Liter Pflanzenöl. Rechnet man diesen Verbrauch um, hätte er mit Diesel sogar nur 3,51 Liter benötigt. Der Elsbett-PKW war Sieger der ECO-Tour. Der ADAC gab diese TATSACHE jedoch den ADAC-Heft-Lesern nicht bekannt.

Offenbar wollte man sich im Jahr 1994 die Peinlichkeiten des Vorjahres ersparen und verweigerte Elsbett die Teilnahme, zumal auch die ECO-Tour 1994 von einem Mineralölkonzern gesponsert wurde. Der Elsbett-Mercedes fuhr trotzdem unter den Wettbewerbsfahrzeugen und wurde parallel vom DEKRA überwacht und gemessen. Der Fahrer war Herr Wolfgang Lerch, Beifahrer war Herr Ruprecht von Siemens. Auch hier war der Elsbett-Mercedessparsamer als alle Anderen. Als Sieger wurde aber der neue VW Golf TDI gefeiert.

„Die Industrie lehnt diese Art der Technik ab“ war eine der wörtlichen Begründungen. – Und da wundert man sich, dass in Deutschland die Wirtschaft nicht bergauf geht?!?

In Russland fuhr ein leichteres russisches  Auto mit demselben Elsbett-Motor (1,45 Dreizylinder TDI, 90 PS)  auf der Strecke Riga – Moskau etwa zur selben Zeit mit einem Durchschnittsverbrauch von 2,9 Liter auf 100 km. Da der Motor aber in diesem Fahrzeug nicht mehr serienmäßig zum Einsatz kam, sei es nur einmal nebenbei erwähnt. Die Daten sind allemal nennenswert.

Infolge der Deutschen Wiedervereinigung  wurde Ludwig Elsbett von ehemaligen Junkers Zulieferanten (IFA Nordhausen und DMS Schönebeck) auf Zusammenarbeit für Nachholbedarf in Motorentechnik angesprochen.

Über einen Lizenzvertrag zwischen Elsbett und DMS Schönebeck kam es zu einer höchst erfolgreichen Zusammenarbeit bis zum Produktionsanlauf in Schönebeck. Am ersten Januar 1991 war bereits der Produktionsanlauf für den 3-Zylinder TDi Pflanzenölmotor mit der Leistung des bisherigen 6-Zylinders perfekt. Erprobt bei Elsbett und bei DMS mit 500 Std. Dauerläufen und in Schlepper-Feldversuchen war dieser sparsamste 3-Zylinder mit der Leistung des bisherigen 6 Zylinders der wirtschaftlichste Motor der Welt.

Zunächst allerdings mussten die wesentlichen Neuteile wie Kolben, Zylinder, Zylinderkopf und Düsen noch von Elsbett geliefert werden, was Elsbett Millionenschulden bei der Bank für Personalaufbau und Fertigungs-Automaten einbrachte.

In diese Situation brach die Treuhand, die den fähigen Geschäftsführer der DMS Schönebeck  gegen Geschäftsmänner aus dem Westen austauschte, den Produktionsanlauf stoppte und Elsbett somit ausschaltete.

1992 musste die Elsbett-Konstruktion verkauft werden. Der Konkurs folgte.

Weil der Artikel so interessant ist, habe ich den unverändert aus der Seite http://www.elsbett-museum.de kopiert.

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Die Elektrifizierung eines VW Käfer Baujahr 1963

Vor allem die US Amerikaner haben ein breites Feld an Möglichkeiten wenn es um den Umbau und die Elektrifizierung von Autos geht. In Deutschland tut man sich schwer mit einem solchen Umbau aber die Amis sind da wesentlich entspannter als wir. Hier auf den Strassen sieht man selten ein Custom Car oder gar ein „Altes“ Auto das als E-Auto modifiziert wurde. In dem Video sieht man schön wie der 63´Käfer auf zero Co2 modifiziert wurde. Ein Bild das ich gerne auf den Straßen in den Städten sehen möchte.

Umbau eines 63´ VW Käfer

Nissan trennt sich von Batteriegeschäft

Bei Car-It habe ich gelesen, dass der chinesische Investor GSR Batterie-Standorte von Nissan übernimmt.
Der ganze Akku Bereich ist im Ständigen Wandel aber irgendwie sehe ich keine europäische oder gar deutsche Firma die sich in diesem Geschäft beteiligt oder gar involviert ist. Eine Reihe von Hochschulen befasst sich mit dem Thema aber was passiert mit den Ergebnissen? Das Steuergelder in die Hochschulen fließen ist mir klar aber was passiert mit den Forschungsergebnissen???
Das Bild ist von Nissan

Der Audi Q7 e-tron

Ich gebe ja zu, dass ich auf überdimensionale Autos stehe. Es gibt aber einen Grund, zumindest hört er sich in meiner Hirn logisch an. Komfortables Fahren bei langen Strecken und die häufige Nutzung der Anhängerkupplung bei zu ziehenden Lasten über 3 Tonnen.

Also habe ich mir gedacht, probiere ich mal den Audi Q7 e-tron aus. Ein Hybrid in einer vernünftigen Größenordnung und einer guten Motorisierung, wenn es um lange Strecken geht. Eines Vorweg, dass Auto ist in meinen Augen sehr gut verarbeitet. Die Innenausstattung erwartungsgemäß Topp. Der Innenraum ist jedoch sehr beengt. Macht also nur von Außen so eine riesigen Eindruck. Die Liste der zu bestellenden Extras ist wie bei allen Deutschen Herstellen nahezu unendlich und der Preis ist natürlich aufgrund dessen recht hoch. Ist halt ein premium Auto. Das Stand aber nicht in meinem Fokus. Mir ging es um die Eigenschaften eines Hybrids in der Größenordnung. Na ja, hätte ich das Fahrzeug mit vollen Akkus bekommen, hätte ich mehr über diese Erfahrungen schreiben können. Ich bin also über Landstraße die 30 Km bis Nachhause, teilweise elektrisch, gefahren. Im Fahrzeug kann man Einstellen wie das Fahrzeug betrieben werden soll. Wenn die Akkus leer sind fährt der e-tron mit Diesel. Zuhause angekommen, bin ich also an die im Ort installierte kostenfreie Ladestation von RWE gefahren. Nach einer halben Stunde elektrisches Tanken zeigte mir die Anzeige an, dass ich nun Strom für 6 Km getankt/geladen habe. 6 Km ist irgenwie wie 0 km, zumindest gefühlt. Ich denke mir, dass dies an der kostenfreien Ladestation liegt aber kein Mensch braucht so eine Ladestation. Mich hat der ganze Vorgang nur frustriert. Würde ich mir ein solches Auto zulegen, käme die elektronische Mobilitätskomponente aufgrund der fehlenden Infrastruktur nur selten bis gar nicht zum tragen. Kleine Autos mit denen man täglich nur begrenzte Distanzen zurücklegt ein großes JA aber ein Auto in dieser Größenordnung ist nur ein Marketing Gag für den Hersteller.

Meine Erfahrung mit dem TESLA Model X

Der Empfang in der Düsseldorfer TESLA Verkaufsstelle war sehr freundlich. Dort sieht  gar nicht aus wie in eine Standard Autohaus. In der Werkstatt liegen nur Autoreifen und im Verkaufsraum hänge Bildschirme und es steht dort eine Chassis mit 7000 Akkus. Alles sehr steril und cool. Nach einigen Formalitäten ging es dann zum Model X der vor der Türe schon auf uns gewartet hat. Erst einmal haben wir das Fahrzeug begutachtet. Die ganzen elektrischen und elektronischen Features sind schon enorm. Da fragt man sich, warum die Autofahrer beim Thema Connected Car so ein Datenschutz Bohei machen. Das Fahrzeug speichert und übermittelt alles aber auch wirklich alles.  Big Brother und Star Wars läßt grüßen. Ziemlich chick sind die 7 Einzelsitze aus veganem Kunstleder. was auch immer veganes Kunstleder ist.  7 Personen passen in das Model X mit seinem sehr coolen Falcon Wings. Das Fahrzeug, ich möchte Auto hierbei nicht benutzen, ist schon recht beeindruckend. Die Größe und und die Aufteilung sind durch dacht. Von daher das Interior ist Topp, das Fahrzeug hatte diese irrsinnige Beschleunigung, die Fahrerassistenzsystem haben alle funktioniert und das Autonome fahren war recht spannend. Nach der Probefahrt ging es wieder in den Verkaufsraum. Hier kann man sich durch Visualisierung an einem Rechner noch mal die Sinnigkeit eines TESLA´s deutlich machen.  Dann habe ich mir mein Wunsch Model X konfiguriert. Denn ganzen Schnick Schnack habe ich weggelassen, sowas wie super Felgen oder Biohazard Filter brauche ich nicht. Die Sitzheizung war ein wichtiges Extra für mich, da die Kilometer Laufleistung durch die elektrische Heizung in die Knie geht und die Sitzheizung weniger braucht um sich wohl zu fühlen. Also Innentemperatur im Winter auf 20 Grad und die Sitzheizung von 4.000,- Euro anschalten. Bei einem Fahrzeug Preis von 126.000,-  Euro habe ich aufgehört zu denken. Für mich persönlich unabhängig vom Preis nicht praktikabel. Bei uns im Ort gibt es keine sinnvolle Ladestation. Zuhause müsste ich aufwendig eine Installieren lassen. In der Firma gibt es leider auch keine Möglichkeit. außerdem müsste ich das Model X voll versteuern, 1% vom Brutto Listenpreis plus die Km zur Arbeitsstelle. Den Strom müsste ich dann auch aus der eigenen Tasche zahlen. Cooles Fahrzeug aber kein sinniges Konzept dahinter.  Außerdem ist die ökologische Gesamtbilanz für den Hintern.  Zu aller letzt, Subventionen vom Staat gibt es in der Preisklasse eh nicht. Der Staat will halt, dass ich die 30.000 Autobahn Kilometer, die ich im Job fahren muss, in einem Kleinwagen fahre.

Carcycling auf hohem Niveau die Classic Days auf Schloss Dyck 2017

Die Classic Days von Schloss Dyck gehören in Deutschland zu den renommiertesten Klassik-Events. Am Wochenende (04.08 – 06.08.2017) jährt sie sich zum zwölften Mal. Wären diese Kunstwerke von Ihren Erstbesitzer verschrottet worden, wären sie einfach nur weg. Die Classic Days sind ein lohnender Weg. Ingenieurskunst von Anno dazumal. http://www.classic-days.de/

Peugeot 205 Cabriolet

Ich ärgere mich noch heute als ich meinen 205 verschrottet habe. 254.000 km hatte er auf der Uhr aber er fuhr und hatte mich nie im Stich gelassen. Er hat mir nur nicht mehr gefallen. Hätte ich einfach nur weggestellt und für ein paar Jahre vergessen. Tja, dass Problem kennen bestimmt einige von Euch. Heute sind sie selten geworden

Eine andere Sicht muss erlaubt sein.

Durch e-Cycle bekommen alte Autos ein zweites Leben. Eine andere Sichtweise.

Tesla und Konsorten wollen die mobile Welt verändern. Durch die Entwicklung eines komplett neuen mobilen Untersatzes, soll die Welt sauber werden. Wenn ich mir allein Deutschland und die angemeldeten Kfz so ansehe wird man sich nur ansatzweise über die Dimensionen bewusst.
Deutschland hat eine Fahrzeugdichte von 664 Kfz je 1000 Einwohner. Die Fahrzeuge haben ein Durchschnittsalter von 9,3 Jahren. Das sind aber alle Fahrzeuge. Der Bestand von Personenkraftwagen in Deutschland im Jahr 2017 betrug rund 45,8 Millionen. Also viel Raum für Elon Musk und seinem Tesla.
Ich bin mir Sicher (that’s a fact), dass ein sofortiges Abschaffen der Fossilenbrennstoff betrieben Kfz, unsere Energiebilanz und Emissionen nicht wirklich nach vorne bringt. Es verlagert die Emissionen nur an einen anderen Punkt auf dem Planeten. Auch wenn so mancher E-Lobbyist uns weiss machen möchte, dass E-Autos unsere Zukunft sind und wir uns alle ein neues buntes E-Auto anschaffen sollen. Die 45,8 Millionen PKW lassen sich nicht wegdiskutieren, die sind nun mal da. Wenn wir diese nach Afrika verschiffen, verschrotten und durch die neue bunte E-Auto Welt ersetzen wird das Problem nicht besser. Hat einer eine Vorstellung wie viel Energie für die Herstellung eines Autos benötigt wurde? Die Herstellung eines Durchschnittsautos (graue Energie) verschlingt ca. 30.000 kWh, damit kann ein Durschschnittshaushalt 10 Jahre lang betrieben werden. Von der aufzuwendenden Energie die zur Entsorgung benötigt wird, will ich erst gar nicht reden. Ich möchte die Sichtweise verändern. Reiße ich ein Haus ab wenn die alte Ölheizung nicht mehr funktioniert oder die den Stand der Technik nicht mehr entspricht? Ich denke mal nicht. Ich ersetze diese durch eine neue, effizientere die den ökologischen Stand der Technik entspricht. Wenn ich Glück habe bekomme ich eine Förderung vom Staat oder einen zinsgünstigen Kredit von der KfW. Warum geht das beim Auto nicht? Oder besser gesagt warum machen wir das beim Auto nicht? Technisch gesehen ist die Elektrifizierung eines alten Autos/LKW nicht wirklich eine große Herausforderung. Die einzige Hürde, die aber auch relativ ist, ist die Energiedichte bei den Akkus, die wird sich aber wenn auch hier das Mooresches Gesetz anwendbar ist in den nächsten Jahren relativieren. Die Politik redet bei der Energieversorgung durch Kohle immer von Übergangstechnologien warum nicht beim Kfz Bestand? Fehlt hier der Weitblick? oder sind es die Lobbyisten die uns wieder mal im Wege stehen. Ein großes Kohlekraftwerk polarisert eben mehr als ein einzelnes Auto aber 45,8 Millionen Autos alleine in Deutschland sollte doch mal die ein oder andere Hirnzelle euphorisieren. Ich möchte keine Diskussion über Vor- und Nachteil der Fossile/Elektro Antriebe starten, dass macht aus meiner Sicht wenig Sinn. In meinen Ohren hört sich ein V8 besser als ein E-Motor an. Ich denke aber an die Fahrzeuge die es Wert sind und an die Emissionen in der Städten.

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