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Präsentation von Axel Rombach RST, Klasse 9c 2006.

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Präsentation zum Thema: "Präsentation von Axel Rombach RST, Klasse 9c 2006."—  Präsentation transkript:

1 Präsentation von Axel Rombach RST, Klasse 9c 2006

2 1.Historie des Automobils 2.Verbrennungsmotoren 3.Erdgas Antrieb 4.Elektro- Antrieb 5.Hybride Antrieb 6.Abschluss Brennstoffzellen Antriebe Umweltvergleich verschiedener Energieträger

3 1. Historie des Automobils Das erste Auto von Karl Benz um 1886, mit einem 1 Zylinder Vier-Takt-Motor

4 Meilensteine 1860 Jean Joseph Étienne Lenoir konstruiert den ersten Gasmotor Carl Benz konstruiert einen Dreiradkraftwagen mit Viertaktbenzinmotor Gemeinsam mit Wilhelm Maybach baut Daimler den ersten Vierradkraftwagen Rudolf Diesel lässt sich seine theoretischen Arbeiten für einen Verbrennungsmotor patentieren Beginn der Fließbandproduktion von Henry Fords "Model T" Felix Wankel baut den ersten funktionstüchtigen Drehkolbenmotor 1952 Erste Benzineinspritzanlage für Viertaktmotoren 1967 Einführung der ersten elektronischen Benzineinspritzsysteme 1998 Erste serienmäßige Produktion von Fahrzeugen mit Hybridmotoren durch Toyota

5 Aufbau eines Kraftfahrzeugs

6 Ottomotor Erfinder: Nikolaus August Otto konstruierte gemeinsam mit E. Langen einen Gasmotror aus dem kurz danach der Viertaktverbrennungsmotor hervorgieng. Merkmale: -Hohe Leistungsdichte - einfacher Aufbau Dieselmotor: -Erfinder: Rudolf Christian Karl Diesel ( ) Er erfand den Dieselmotor der später nach ihm benannt wurde Merkmale: -Selbstzündung -hoher Wirkungsgrade (geringerer Verbrauch) -lange Lebensdauer

7 Vergleich Otto und Dieselmotor Wichtige Leistungsdaten OttomotorDieselmotor ZündungFremdzündung (über Zündkerzen!) Selbstzündung Verdichtungsverhältnis Wirkungsgrad Kammermotoren 35-45Direkteinspritzung Abgastemperatur Drehmomenthochniedrig Partikel-Emissionniedrighoch

8 Vorteile: -Geringere Schafstoffbelastung -kostengünstig (nur geringe Änderungen an Otto-Motoren notwendig) Vergleich: Auf deutschen Straßen waren Anfang 2000 rund 6000 Erdgasbetriebene Autos unterwegs (Italien 250´000). Nutzfahrzeuge: Deutsche Bushersteller bieten Erdgasbetriebene Busse zum Verkauf an (Mercedes, MAN, Neoplan). PKW und Kleintransorter in bivalenter oder monovalenter Ausführung z.B.: -Mercedes C-Klasse bivalent -Fiat Multipla sowohl monovalent (Bluepower) als auch bivalent (BiPower) an. -Ford (bivalent) -Honda Civic GX (monovalent) -VW (bivalent)

9 Mono- und bivalenter Betrieb Bivalente Erdgasantrieb: Diese umgebauten Motoren nutzen die spezifischen Vorteile (hohe Klopffestigkeit, schadstoffarme Verbrennung) des Erdgases jedoch nicht voll aus! Vorteil: Umschaltung zwischen Benzin und Erdgas Monovalente Erdgasantrieb: Antriebe die ausschließlich für Erdgas konzipiert sind werden Vorteil: hoher Wirkungsgrad, geringe Schadstoffbelastung

10 Vergleich mit anderen Gaskraftstoffen Flüssiggas (LPG)ErdgasBiogas HauptbestandteilePropan und ButanMethan (CH4)Methan (65%) Weitere Bestandteile Erdöl, CO2CO, NOxCO2, Stickstoff, Schwefelwasserstoff HerstellungAus Hydrierprozessen Nebenprodukt der Erdölgewinnung Muss nur gefördert werden Naturprodukt, VorteilGrößere ReichweiteSehr sauberNachwachsender Rohstoff NachteilKaum Infrastruktur, nicht ganz so sauber Keine erneuerbare Energie, lange Tankzeit Kann den Bedarf nicht decken

11 Seit Beginn der Fahrzeugtechnik ist man immer wieder bestrebt, den Verbrennungsmotor durch den Elektromotor zu ersetzen Probleme: -Speicherkapazität und Lebensdauer der Batterie -Die Batterie muss aufladbar sein -Hohe Anforderungen an Umweltbedingungen an Batterie (Temperatur, Vibration) Je höher die Energiedichte desto mehr elektrische Arbeit kann verrichtet werden, folgende Werte haben Batteriesysteme: Bleisäure System: Wh/kg Nickel Systeme: 35….100 Wh/kg Lithium-System Wh/kg Natrium- System Wh/kg Elektromotoren: Drehstrommotoren Asynchronmotor Synchronmotor

12 Die Kosten sind höher als im Vergleich zu einem herkömmlichen Auto, folgende Daten werden angegeben: Ca. 500 DM/kWh (Bleibatterie) Ca DM/kWh (Nickelbatterie) Ca DM/12kWh (Golf- City Stromer) Vor- und Nachteile im Überblick: VorteileNachteile Lokale Emissionsfreiheit Geringer Lärmpege Wartungsarmer Betrieb Senkung der globalen Umweltbelastung durch Schadstoffe wie CO, HC, NO X mit Ausnahme von SO 2 Lösung vom Primärenergieträger Öl im mobilen Sektor Niedrige Energiedichte der Batterie Geringe Reichweite Geringe Nutzlast Hoher Preis Eingeschränkte Verfügbarkeit durch lange Aufladezeiten Vergleich gegenüber konventionelle Fahrzeuge

13 Vorteile: - Man kann die begrenzte Reichweite des Elektromotors vergrößern -Die Energiespeicher (Batterie, Kondensator) wird bei Bewegung (Bremsenergie..) wieder aufgeladen Antriebe in Kombination mit Verbrennungs- und Elektromotor werden als Hybride- Antriebe bezeichnet.

14 Der Vollhybrid (Toyota-Aufbau) BremsenAllradamtrieb

15 Aufbau Toyota Prius Batterie- Bank Otto-Motor / 1,5ltr-58PS und Elektromotor mit 40PS CVT / stufenloses Getriebe Starterbatterie für Ottomotor Benzintank Spezielle Kapazitäten

16 Der milde Hybrid Der Milde Hybride von Honda braucht stehts den Verbrennungsmotor.

17 Versuch zum Hybridantrieb Generator- betrieb Umwandlung mechanische (Motor) in elektrische Energie (Kondensator) Motorbetrieb Umwandlung elektrische (Kondensator) in mechanische Energie (Motor)

18 Mercedes-Benz / Studie F 600 HY-Genius, der Antrieb besteht aus: Wasserstofftank Brennstoffzelle Elektromotor elektronischem Turbolader Lithium-Ionen-Batterien

19 Zero Emission Vehicle mit Brennstoffzellen, chemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt Strom und treiben damit einen Elektromotor an Anodenreaktion: 2 H2 + 2 O2- 2 H2O + 4 e-. Kathodenreaktion: O2 + 4 e- 2 O2-.

20 Umweltvergleich verschiedener Energieträger

21 Ende


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