Zitat:
Durch die Expansion des Lachgases an der Mischdüse kommt es zu einer adiabatischen Abkühlung, die die Temperatur des Gasgemisch um etwa 40 Grad senkt.
(Zitat von: Fogg)
Und genau der Satz ist falsch - aber weit verbreitetes Stammtsichwissen, das man auch aus Wikipedia nicht mehr herausbekommt, weil dort nicht korrekte Aussagen zählen, sondern diejenigen, die von den meisten vertreten werden.
Distickstoffmonoxid kühlt leicht - das ist aber nicht der leistungssteigerende Effekt. N2O ist ein Stauerstoffspender und das ist der Trick. Unsere Luft hat nur 21% Sauerstoff und das wirksamste Tuning ist diesen Anteil zu erhöhen UND zugleich die wirksame Gasmenge (Arbeitsmedium) zu steigern OHNE dabei den Druck zu erhöhen wei bei der Aufladung. Durch die Zugabe des leicht teilbaren N2O kann ich die wirksame Sauerstoffmenge erhöhen und dementsprechend mehr Kraftstoff einspritzen. Bei Luft ist das Verhältnis von Stickstoff zu Sauerstoff 4:1, bei N2O 2:1. Ersetzte ich also einen Teil der Luft durch N2O heben ich damit bei gleicher Gasmenge die Menge des möglichen Kraftstoffes für eine Füllung an.
Eine Abkühlung von 40° ist energetischer Schwachfug - wer nur ein bischen Wärmelehre hatte weiß, es energetisch ein Unterschied ist ob ich von 400°C af 360°C oder von 40°C auf 0°C abkühle. Wäre dies linear (was die Aussage 40°C Abkühlung vorraussetzt), dann gäbe es keinen absoluten Nullpunk bei -273,15°C oder 0K. Der Energiebedarf für eine Abkühlung von -272 auf -273°C geht gegen unendlich, das mit 40°C in den Kühlschrank gestellte Glas Wasser ist schon nach einer Minute um ein Grad kälter - ist aber der gleiche Temperatursprung - aber nicht das gleiche Energieniveau!
Die höchste Innenkühlleistung hat Methanol, welches unter anderem aus diesem Grund in Dragstern verwendet wird, weil dort die Show schon vorbei ist bevor eine Flüssigkeitskühlung auch nur einen Umlauf geschaft hat. Diese Kühlleistung kann nicht durch die Aufsplittung eines Molekühls erreicht werden, sondern nur mit einem flüssigen Stoff, der eine extrem hohe Verdunstungswärme aufnimmt - die ist bei Methanol der Fall. Es gibt weitere Stoffe - Propan ist auch so einer. Den erffekt der Verdunstungskühlung nutzt selbst der Mediziner beim vereisen aus.
Die Luft nach einem Turbo wird warm weil sie verdichtet wird und weil sie einer extrem hohen Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt ist. Bei rund 125m/s ist der Wendepunkt. Bis zu dieser Geschwindigkeit nimmt Luft wärme auf und kühl überstichene Oberflächen. Ab diesem Punkt kehrt sich der Effekt um: Die Luftreibung heizt diese auf. Diesen Effekt nutzt man in der Luftfahrt. Die lieben Flugzeuge fliegen in 10.000 metern Höhe bei -56°C. Dumm ist nur, das Kerosin, welches sich in den nicht isolierten Tragflächen befindet, bereits bei -32°C zu stocken beginnt. Wie also Kerosinsulze verhindern? Nun, der Flieger fliegt mit rund 900 km/h und das liegt über den 125 m/s. Die Temperatur der Außenhaut liegt dann bei etwas -26 °C und da ist Kerosin noch flüssig.
Der Wärmeübergang von der Turbinenseite zur Verdichterseite ist vernachlässigbar gering, weil die Strömungsgeschwindigkeit im Verdichter so hoch ist, so das die Luft keine Zeit hätte hat die Wärme aufzunehmen. SuMo's Vergleich mit dem Fön ist korrekt. Obwohl die Luft mit sehr geringer Geschiwndigkeit (rund 1m/s) an den mit über 1000°C heißen Sprialen vorbeiströmt, heizt sie sich nur um etwa40-60°C auf.
Wenn Luft entspannt wird bzw. der Druck verringert wird, kühlt sie sich ab - also genau das Gegenteil wie bei der Verdichtung. Das Problem der Vergaservereisung bei alten Autos im Winter bei hoher Luftfeuchtigkeit kommte genau daher.
Bildlich kann man sich das so vorstellen:
In einer bestimmten Menge Luft ist eine bestimmte Menge Wärmeenergie. Wird die Luft nun kompriemiert ohne das diese Wärme entweichen kann, muss sich die Energie auf einem kleineren Vorlumen konzentrieren und das zeigt sich durch die Erwärmung.
Das Luft wie jedes andere Gas beim Verdichten warm wird, heiß wird, nutzt man beim Diesel zur Zündung und ist beim Benziner aufgrund der Klopfgrenze das große Problem.
Zum Ursprungsthema:
Ein kaltes Auto geht besser weil in der Tat die Luft dichter ist - das ist jedoch nicht der ausschlaggebende Effekt. Der Hauptgrund beim Benziner ist jedoch vielmehr die Kaltlaufanreicherung, sprich die gezielte Überfettung des Gemischs nach dem Start. Die höchste Leistung einer Verbrennung wird mit Lambda 0,9, der höchste Wirkungsgrad mit Lambda 1,1 und die sauberste Verbrennung mit Lamda=1 erreicht. Das ist auch der Grund warum ein Katalysatorfahrzeug weniger Leistung hat und mehr verbraucht - die L-Regelung verhindert sparsame oder leistungstarke L-Werte und hält ihn schön brav bei 1.
Tuning durch kühlung der Verbrennungsluft - nicht des Motors - funktioniert in der Tat. Dumm ist nur, das es energetisch eine Fehlrechnung ist: Es wird mehr Energie verbraucht um die Luft zu kühlen als an Mehrgewinn aus dem Motor zu erwarten wäre - außer die Kühlung ist aufwandsneutral --> Ladeluftkühlung.
Innenkühlung macht man auch im zweiten Weltkrieg durch die Wassereinspritzung bei Flugzeugmotoren.
Ein Dieselmotor geht nämlich in kaltem Zustand relativ zäh...dürfte er nach obiger Theorie aber nicht... ;-)
@SuMo:
Erwartungen erfüllt?
Bearbeitet von - rennfrikadelle am 20.03.2007 23:48:33Bearbeitet von - rennfrikadelle am 20.03.2007 23:52:47
