Unsere Motoren können alleine atmen

Länger!

[Achsmanschette51801]

Hallo, liebe Zielgruppe!

Auf die Länge kommt es eben doch an Und das nicht nur beim Einparken, sondern auch bei der Übersetzung des Getriebes.

Zunächst einen kurzen Abstecher in die Grundlagen:

Ein handelsüblicher Verbrennungsmotor kann nur über einen relativ kleinen Bereich wirklich arbeiten, deswegen braucht er mehrere Übersetzungsstufen, um den gesamten Bereich der geforderten Geschwindigkeiten von Schrittempo bis teils weit über 200 km/h abdecken zu können. So weit, so gut. Ich denke, das muß nicht weiter vertieft werden.

Verbrennungsmotoren arbeiten grundsätzlich am effizientesten, wenn bei relativ geringer Drehzahl relativ viel Gas gegeben wird. Warum das so ist, möchte ich jetzt nicht erörtern, darüber werde ich in Zukunft einen Artikel in diesem Blog verfassen.

Jetzt kombiniere ich die beiden Absätze. Ich wollte auf den Schongang, Spargang, Schnellgang oder auch Overdrive hinaus.

In den 1950ern und 1960ern wurde bei einigen (insbesondere englischen) Limousinen und Coupés ein Zusatzgetriebe eingebaut, das nur die Aufgabe hatte, die Motordrehzahlen für höheren Komfort bei Überlandfahrten mit höherer Geschwindigkeit abzusenken. In Sportwagen fand es auch seinen Weg, dort aber eher, um den Spagat aus enger, "sportlicher" Getriebeabstufung und hohen erreichbaren Geschwindigkeiten zu erleichtern. Die Verlängerung der Übersetzung wurde in aller Regel vom Cockpit aus zugeschaltet, meist mit einen Schalter nahe dem Schalthebel oder dem Lenkrad. Bei meinem ehemaligen 1981er Honda Civic SL wurde der Overdrive durch eine zusätzliche Position für den Wählhebel für das stufenlose Automatikgetriebe aktiviert, die sich zwischen dem "normalen" Fahrgang und der Neutralstellung befand. Man sollte ihn erst ab 45 km/h einlegen.

In den 1950ern oder 1960ern waren vier Gänge schon relativ viel, drei Gänge die Normalität. Im Zuge der Weiterentwicklung wurde es einfacher, mehr Gänge in ein Getriebegehäuse zu verpflanzen, so daß das Overdrivegetriebe mehr und mehr überflüssig wurde und inzwischen im PKW-Bau nicht mehr verwendet wird. An Dreigangschaltgetriebe kann ich mich persönlich gar nicht erinnern, als ich etwa 1990 anfing, mich für Autos intensiver zu interessieren, gab es Viergangschaltgetriebe nur noch bei billigen Einsteigerautos, Fünfgangschaltung war auch bei Kleinwagen Standard und vereinzelt gab es Sechsganggetriebe. Inzwischen sind die Vierganghandschaltungen außer vielleicht bei Exoten nicht mehr bei Neuwagen anzutreffen. Sechsgangschaltungen haben sich bis hin zu den Kleinwagen vorgearbeitet und sind in höheren Klassen der Normalfall, wenn es denn überhaupt ein Schaltgetriebe sein soll.

Automatikgetriebe hinkten hier vielfach etwas hinterher, wenn ich das so sagen darf. Meine beiden Audis (100 und 200, beide Typ 43) hatten noch Dreigangautomaten, als mein Interesse sich den Autos intensiver zuwandte, waren Viergangautomaten Standard und die ersten Fünfgangautomaten wurden eingeführt. Heute gibt es Viergangautomaten nur noch bei einigen Kleinwagen, in der Luxusklasse gibt es inzwischen Automatikgetriebe mit 8 Gängen.

Ich bin schon wieder abgeschweift. Zurück zur Geschichte:

Als in den 1970ern das Öl künstlich verknappt wurde ("Ölkrise"), mußten Konzepte zum Spritsparen her. Vielfach besann man sich neben anderen Dingen auf die oben genannten Grundlagen und spendierte den Fahrzeugen einen zusätzlichen Spargang, der die Drehzahl herabsetzte und damit den Spritverbrauch senkte. In den Bedienungsanleitungen vieler Autos fand sich dann ein Satz mit einer etwas ungewohnten Aussage wieder, z.B. "Die Höchstgeschwindigkeit wird im 4. Gang erreicht" bei Autos mit 5 Gängen.

Manchmal bekam der letzte Gang eine andere Bezeichnung, die speziell auf den Sparcharakter dieses Ganges hinweisen soll, z.B. gab es statt 1, 2, 3, 4, 5 und R die Beschriftungen 1, 2, 3, 4, E und R. Volkswagen hat seinerzeit alle Modelle mit zusätzlichem Spargang angeboten und im Rahmen des "Formel E" genannten Konzeptes auch weitere Energiesparmaßnahmen angeboten. Die Formel E gab es aber auch beim Konzernbruder Audi, dort allerdings nicht in allen Modellen, auch wenn es in allen Modellen ein X+E-Getriebe zu kaufen gab.

Anekdote dazu: Während in meiner Kindergarten- und Grundschulzeit in unserer Garage ein VW Passat Variant GT5 stand, stand in der nebenan ein hellblauber Fünftürer-Passat mit dem Schriftzug "FORMEL E", der allerdings etwas anders aussah als dieser Schriftzug hier. Davon habe ich leider kein Bild gefunden. Ich werde mich noch einmal auf die Suche machen, da ich einen kompletten Artikel über die Formel E schreiben möchte.

In der folgenden Zeit war Benzin wieder billiger zu haben und Schongänge waren nur noch vereinzelt wirkliche Spargänge - wenn denn überhaupt noch vorhanden. Oft erreicht man in den letzten beiden Gängen etwa die selbe Endgeschwindigkeit, so habe ich es auch bei meinem ehemaligen 1985er Nissan Micra, bei Omas 1990er Nissan Primera erlebt und erlebe dies auch jetzt beim Fiat Panda 1000. Hintergrund war wieder weniger das Spritsparen als der zusätzliche Komfort. Fahrt mal Tempo 150 mit einem Panda 1000 oder Nissan Micra K10 im 4. und im 5. Gang. Der Unterschied ist doch erheblich.

Auch bei Automatikgetrieben gab es Schongänge, wie ich anhand eines Mazda 323 BG im Bekanntenkreis gesehen habe. Hier ist er mutmaßlich dafür da, um den wandlerautomatiktypischen Mehrverbrauch einzudämmen. Meine beiden Mazda 323 aus der selben Baureihe aber mit Schaltgetriebe touchieren auch im 5. von fünf Gängen den roten Bereich des Drehzahlmessers.

Gegen Schongänge bei Schaltgetrieben haben viele Automagazine gewettert, da diese das Temperament im letzten Gang einschränken. Ja, es ist schon so, daß die Beschleunigung im letzten Gang schwächer wird, wenn dieser ein Spargang ist. Aber wozu kann man bei einem Handschaltgetriebe von Hand schalten? Fast jeder Führerscheininhaber in Deutschland kann es und wer es nicht kann, bekommt eine Einschränkung auf Automatikgetriebe in die Fahrerlaubnis eingetragen. Oder wird offenbar Mitarbeiter in einem Automagazin. Da viele potentielle Kunden den meinungsmachenden Schwachsinn (sorry, aber ist doch so!), den fast alle Automagazine verbreiten, glauben, sank die Nachfrage nach Sparkonzepten erheblich.

Inzwischen feiern Spargänge eine Art Renaissance. Inzwischen spielt eben auch für Autotester der Spritkonsum eine größere Rolle. Da der nutzbare Drehzahlbereich heutzutage ein ganzes Stück größer ist als vor 30 oder 40 Jahren, braucht die Abstufung nicht mehr so eng zu sein, so daß es sogar PKW mit Fünfganggetriebe gibt, wo die Höchstgeschwindigkeit im 3. Gang erreicht wird. Häufiger wird die Höchstgeschwindigkeit aber im vorletzten Gang kurz vor der Nenndrehzahl erreicht.

Gern würde ich meine beiden Mazda 323 mit einer längeren Übersetzung ausrüsten, zumindest den Dreitürer. Mit einem anderen Getriebe dieser Baureihe hätte ich auch dort ein 4+E

[LSirion]

bstid20:

Normalerweise sollte der Verbrauch bei 50 bis 60 km/h niedriger sein als bei 80 km/h, zumindest solange sich der Motor nicht quält. Du müsstest vielleicht einmal eine längere Strecke fahren.

Zitat:

@UHU1979:

Und wo liegt da der Verbrauchsvorteil? Dass man 130km/h bei 1.200 U/min fahren kann?

So extrem ist das nur bei wenigen Autos, aber beispielsweise bei der Corvette ist es doch so, dass sie kaum mehr, wenn überhaupt, als ein 911 verbraucht.

Mit der Direkteinspritzung ist der Porsche jetzt vielleicht etwas sparsamer... aber dennoch erstaunlich was eine lange Übersetzung bringt.

Wenn es um Verbrauch gegen Durchzug geht, kann man das schon berechnen oder zumindest abschätzen:

Beispiel: 2 Liter Sauger, 150 PS bei 6.000 U/min, 194 Nm bei 3.800 U/min, Drehzahl bei 100 km/h, Verbrauch bei konstant 70/100/130 km/h im höchsten Gang, Durchzug 60-100/80-120 km/h in Sekunden zusätzlich von 60-100 km/h bei 1%/2% Steigung

3.130 => 5,7/7,2/8,9 => 9,7/9,5 => 10,3/11,3

2.840 => 5,4/6,9/8,6 => 10,9/11,3 => 12/13,3

2.610 => 5,2/6,6/8,3 => 12,4/13 => 13,8/15,6

2.320 => 4,9/5,9/8 => 15/15,8 => 17,2/20,8

@i need nos:

Es geht nicht darum möglichst schnell hochzubeschleunigen, sondern niedrige Lastzustände, durch zu hohe Drehzahl im zu niedrigen Gang zu vermeiden.

Wenn man möglichst schnell auf Wunschtempo beschleunigt und den höchsten fahrbaren Gang einlegt, ist das natürlich die einfachste und zudem schnellste Umsetzung der Theorie, nicht jedoch die sparsamste. Noch etwas sparsamer ist es im höchsten fahrbahren Gang unter relativ hoher Last zu beschleunigen. Du kannst also auch im 4. oder 5. Gang aus der Ortschaft beschleunigen, nur musst du eben wie im 3. Gang kräftig durchdrücken.

Am meisten Sprit kostet natürlich nicht vorausschauende Fahrweise, danach kommt das Fahren im zu niedrigen Gang, wie du es selbst beschrieben hast. Wer dauerhaft im 3. Gang durch die Ortschaft oder im 4. Gang überland fährt, wird sich über einen hohen Verbrauch freuen... Für diese Leute, die schlicht und einfach das Schalten vergessen, wurde die Regel erfunden:

"Schnell auf Wunschtempo beschleunigen und den höchsten farbaren Gang einlegen!"

Da muss man schließlich nur zweimal schalten, einmal runter in den 3. Gang und einmal rauf in den höchsten und zwischendurch hat man noch Spaß, weil man die Beschleunigung fühlt.

Wer bewusst Auto fährt, könnte die Regel abändern:

"Im höchsten fahrbaren Gang mit etwa 3/4 Gas beschleunigen!"

Im Endeffekt dasselbe, nur wenn ich im 4. Gang aus der Ortschaft fahre, geht die Drehzahl nicht so weit rauf wie im 3. Gang und zack... schon ist es passiert, man hat das Schalten vergessen.

Außerdem ist die Regel zügig auf Wunschtempo zu beschleunigen optimal für Automatikfahrer. Die Automatik benötigt mehr Info vom Fahrer, als dieser glaubt. Die ist nur sparsam, wenn man ihr konkrete Anweisungen gibt:

beinahe Vollgas geben => hohe Last, hoher Wirkungsgrad vom Motor

bei Wunschtempo vom Gas gehen => keine Leistung wird benötigt, Automatik schaltet sofort hoch

Wenn man zögerlich auf das Gaspedal drückt, ist auch die Automatik zögerlich:

leicht Gas geben => Drehzahl wird leicht angehoben, aber es liegt dennoch keine hohe Last an, die Automatik läuft quasi im Stand-by, weiß nicht genau was der Fahrer will, will er jetzt gleich beschleunigen oder auch nicht... langsam und träge unter niedriger Last steigt das Tempo.

[[Emkay]]

Hm - das ist bei meinem Dodge Durango teilweise etwas anders.

Der 5.7 Liter HEMI-V8 ist mit einem selbstlernenden 5-Gang-Wandler verblockt - genau genommen ist eine 4-Gang-Automatik mit Overdrive und Wandlerüberbrückungskupplung.

Der dicke V8 startet ab Leerlaufdrehzahl mit 440 Nm und geht hoch bis 550 Nm.

Die Schaltpunkte der Automatik sind durch den Neigungswinkeldes Gaspedals gut kontrollierbar. Sanftes Antippen wird mit sanften Schaltvorgängen bei 1.700 bis 2.000 U/min quittiert - der Automat schaltet dann den Overdrive ein, so daß ich in der Stadt mit 1.300 - 1.500 U/min mit halb abgeschaltetem Hubraum gleiten kann. Bei Kickdown dreht der V8 bis 5.600 U/min und schalten dann die Gänge durch - begleitet von vehementem Vortrieb und netter akustischer Begleitung ..

Die Wandlerkupplung ist drehmomentgesteuert, d.h. beim Abrufen von viel Leistung öffnet sich die WK und schließt sich später wieder.

Daher ist es auch besser die Beschleunigungsvorgänge sanfter vorzunehmen, da bei geschlossener WK keine Wandlerverluste auftreten .... der Dodge wird dadurch aber immer noch nicht zur Wanderdüne ..

Die Übersetzung des Overdrives ist sehr lang - bei 180 km/h (Abregelungspunkt) liegen knapp unter 3.000 U/min an der Kurbelwelle an und auch an größeren Steigungen schaltet der Automat nicht zurück ..... *wozu auch .. *

In diesem Sinne Blubbergrüße vom eMkay

[Achsmanschette51801]

Eben, Emkay. Wozu auch

Die Sache ist mMn nicht nur eine Sache des Spritverbrauchs, sondern auch des Komforts. Z.B. bei 140 km/h werde ich schon mit ca. 4500/min "angebrüllt" und da frage ich mich: Wozu? Das Tempo würde mein Kleiner ja locker auch mit 3000/min packen.

In meinem Freundeskreis befindet sich seit Kurzem das gleiche Auto (Mazda 323 BG) mit 40 PS weniger und Wandlerautomatik. Der dreht bei 140 auch nur ca. 3500/min.

@ LSirion: Theoretisch stimmt es schon, daß man die Gänge einzeln durchschalten sollte. Problematisch wird das, wenn man relativ viel Krawumm unter der Haube hat und/oder die Elektronik beim Vomgasgehen noch etwas Gas gibt. Das mit dem Krawumm bedeutet bei mir schon, daß ich nur etwa eine Sekunde in jedem Gang bleibe und wenn ich dann auf die Kupplung trete, um hochzuschalten, geht die Drehzahl deutlich hoch, auch wenn ich schon vom Gas gegangen bin. Nicht vergessen: Ich rede bei mir von einem Kompaktwagen, der noch gegen den Golf 2 angetreten ist - und nicht einmal gegen das Topmodell, sondern "nur" gegen das nächstschwächere.

Ich denke doch, der R32 von i need nos wird doch noch deutlich oberhalb des Golf II mit dem zweitsträrksten Serienmotor angesiedelt sein

[25plus]

Auch mein Cuore von 2004 mit ordentlichem Gaszug (den verbaut Daihatsu noch immer in jedem Modell, manche behaupten, das würde mit ESP, OBD II etc. nicht funktionieren - aber es funktioniert offensichtlich besser als bei der Konzernmutter) gibt noch kurz Gas, wenn man vom Gaspedal gegangen ist. Die richtige Schaltzeit vorausgesetzt, passt dieses Zwischengas so perfekt, dass die Anschlussdrehzahl beim Hochschalten exakt mit der Motordrehzahl übereinstimmt.

Der Cuore erreicht die Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h auch im 4. Gang (noch deutlich unterhalb der Nenndrehzahl für die maximale Leistung), aber zwischen 4200 und 6500 U/min hat man immer über 90 % der maximalen Leistung, weshalb man auch im 5. Gang fast genauso schnell wird (bei Tacho 180 - mit den Sommerreifen 174 km/h, natürlich nur bergab - dreht der Motor 5000 U/min im 5. Gang und ca. 6000 U/min im 4. Gang).

[Achsmanschette51801]

Mein ehemaliger Daihatsu Charade (G102, Modelljahr 1991) war im letzten geringfügig kürzer übersetzt als jetzt die beiden Mazda 323 - bei gleicher Nenndrehzahl (6500/min) und 38 PS (90 statt 128) weniger. Eingetragene Vmax war 170 km/h,also etwa 5700/min. Tatsächlich waren in der Ebene etwas über 6000/min bzw. etwas über 180 km/h drin. Bergab habe ich ihn aber auch manchmal über die Nenndrahzahl hinausbekommen, drei Mal hat er sogar die echten 200 km/h geknackt.

So in etwa sollte mMn der vorletzte Gang abgestimmt sein und nicht so wie bei den beiden Mazda 323. Die eingetragene Vmax dort liegt bei 196 bzw. 201 km/h (unterschiedlicher Luftwiderstand von Drei- und Fünftürer) und dazwischen erreicht der Motor die Nenndrehzahl.

[Fred_H]

Hier ein Diagram das sehr deutlich zeigt wieviel Effizienz verschwendet wird, weil dem Fahrer das Herunterschalten nicht zugemutet wird:

Auszug aus:

Methodik zur ganzheitlichen Bilanzierung im Automobilbau

vorgelegt von Diplom-Ingenieur Reinhard Eberle

Vom Fachbereich 10 - Verkehrswesen und Angewandte Mechanik

der Technischen Universität Berlin

zur Erlangung des akademischen Grades

"... Die Optimalwerte für den effektiven Wirkungsgrad und den daraus resultierenden spezifischen Kraftstoffverbrauch werden dabei nur bei bestimmten Betriebszuständen des Motors erreicht.

Unter anderen Betriebsbedingungen (Drehmoment, Drehzahl) liegen die Wirkungsgradwerte

darunter und der spezifische Kraftstoffverbrauch dementsprechend höher. Zur Darstellung der spezifischen Brennstoffverbräuche werden üblicherweise sogenannte Muscheldiagramme verwendet.

In Bild 4.4 ist solch ein Verbrauchskennfeld am Beispiel des BMW 528i dargestellt. ..."

i(HA) ist mit der original Hinterachsübersetzung,

i(HA)-10% ist mit der um 10% verlängerte Hinterachsübersetzung

_________________________________________________________________

Übrigens, ich fahre immer nur im ersten Gang. Der reicht bis 170 kmh.

Bild

• Hinterachsuebersetzung-grafik-eberle-reinhard
  (1677 mal aufgerufen)

[i need nos]

naja, wenn man stumpg nach der Schule der fahrezugauslegung vorgeht, dann sollte die VMax immer bei Nenndrehzahl anliegen

bei meinem R32 ist das seit dem Chippen auch so 270 laut Tacho sind rund 6.500 U/min.

[Skorrje]

Zitat:

Heute gibt es Viergangautomaten nur noch bei einigen Kleinwagen

Veto, der PSA-Konzern verbaut auch heute noch nonchalant 4-Gang-Automaten in die jeweilige "untere Mittelklasse" und war sich bis 2009 auch nicht zu schade, diese Steinzeittechnik bis hoch in die "Mittelklasse" (z.B. Citroen C5 III X7) einzubauen!

[i need nos]

weniger Gänge = weniger Schaltvorgänge = mehr Komfort

Alles eine Frage der Ausrichtung

[[Emkay]]

Hm - ja ....

Deswegen ist es imho auch völliger Unsinn z.B. einen großvolumigern Hochdrehzahl-V8 (Bäh - ein Widerspruch in sich ....) mit einem 8-Gang-Wandler zu koppeln .... wie im aktuellen Mercedes 63AMG.

Da fragt man sich was darf es denn jetzt sein : Hubraum oder Drehzahl jeweils mit kleiner, mittlerer oder hoher Übersetzung ......

Dann doch lieber richtig klassisch wie der Kompressor G55-V8 oder der 6.1 Liter Hemi-V8 im Grand Cherokee, die jeweils mit der alten aber völlig unkaputtbaren 5-Gang-Automatik von Daimer verblockt sind ... da wird nicht immer 2oder 3 Gänge runtergeschaltet sondern einfach der Hubraumkeller geöffnet - und ab gehts ...

[maxl 909]

Da freu ich mich schon so richtig auf meinen V6 mit dem Extrem Kurzen 4 Zylinder Getriebe im Audi Fahrspaß garantiert ... Der Verbrauch wohl von Gut und Böse... Aber dazu habe ich ja ein Spritspar Auto ich denke 7,4Liter lügen nicht und das für EZ 1994 und entwicklungstand frühe 80er...

[Fred_H]

Hallo Maxl, könnte ich den mal anschauen?  Dein.. Extrem.. Kurzen.. 4.. Zylinder.. Getriebe..   ;-)

[rpalmer]

http://www.motor-talk.de/.../...n-so-weit-war-man-bei-vw-t2501685.html

[Achsmanschette51801]

@ rpalmer: Da ich irgendwie nicht dazu komme, wäre ich sehr dafür, wenn Du das Thema "Formel E" und eventuell noch weitere in diesem Blog übernimmst. Ich denke, die anderen Autoren hier werden auch nichts dagegen haben.

Wenn Du Lust hast, schreib mir einfach. Kannst es hier oder per PN machen und ich nehme Dich als Co-Autor hier auf. Wenn Du keine Lust hast, ist das auch nicht weiter tragisch.

[rpalmer]

@ Meehester: Ich schreib dir heute Abend oder am Miottwoch ne PN

Momentan ist die Zeit ein bisschen knapp, aber am Wochenende dürfte das kein Problem sein

[Achsmanschette51801]

Nicht hektisch werden. Ich schiebe das schon seit Monaten vor mir her

[Standspurpirat8913]

Ich fahre nun seit 6 Jahren einen BMW 523i, E39, 2.5/170 PS, mit 5 Gang - Schaltgetriebe. Das Auto wäre ein perfektes Langstreckenfahrzeug, wenn das Getriebe ordentlich abgestimmt wäre. Der 5. Gang ist ab 50 km/h mit 1340 U/min. einlegbar und sorgt dafür, dass das Fahrzeug bei Höchstgeschwindigkeit in der Ebene in den roten Bereich läuft. Auch wenn man mal gemäßigter unterwegs ist (z.B. Richtgeschwindigkeit 130 km/h), wird man schon mit rund 3450 U/min. angebrüllt. Ist ja toll, dass man dadurch auf der Autobahn an Steigungen niemals schalten muss, aber sowas wirkt absolut unsouverän, sorgt permanent für das Gefühl, im falschen Gang zu sein (gerade auch deswegen weil Windgeräusche bei 130 km/h kaum zu hören sind) und erhöht den Verbrauch deutlich.

Der 1. Gang reicht nicht mal bis 60 km/h und sorgt dafür, dass die Kiste im 1. Gang (mit für die Leistung und das Drehmoment beachtlichen 10300 Newton Schub) anschiebt, als gäbe es kein Morgen. Ist schon lustig, aber nicht praxisgerecht, schon gar nicht bei den Spritpreisen.

Nur gut, dass das Fahrzeug ein getrenntes, leicht auszutauschendes Endgetriebe hat. Deswegen segelt das Getriebe bald hinaus und macht Platz für ein länger übersetztes vom Diesel. Das sorgt dann dafür, dass der 4. Gang so lange ist wie aktuell der 5. Gang. Und natürlich wurde das vorab genauestens berechnet von mir. Die Übersetzung ist dann immer noch deutlich kürzer (vor allem in den oberen Gängen) als beispielsweise jene der Automatikversion, die dem 523i eine extreme Schongangcharakteristik beschert (5. Gang reicht theoretisch bis 330 km/h). Ich bin dieses Modell schon gefahren und stelle fest, dass der 2.5er sehr gut mit einer solchen Übersetzung klar kommt, selbst damit sind noch 210 km/h möglich, bei sensationell niedrigem Verbrauch (200 km/h ca. 10 Liter, dank 3800 U/min.)