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Einfluß von Fahrzeughöhe auf Vmax und Verbrauch

Themenstarteram 17. Juli 2012 um 8:39

Hallo,

dass die Fahrzeughöhe ( Einfluß auf cwXA) das Vmax und den Verbrauch generell positiv beeinflußen ist klar (Limousine vs Van), nur interessiert es mich bei geringeren Absenkungen (z.B. -30mm gegenüber einem Serienfahrzeug). Manche Hersteller arbeiten ja auch mit Tieferlegungen um den Verbrauch zu minimieren. Gibt es grobe Richtwerte hinsichtlich einer bestimmten Absenkung und dem Einfluß auf das Vmax und den Verbrauch? Sicher wird der Verbrauch gerade bei höheremn Geschwindigkeiten sinken.

Michael

Beste Antwort im Thema

Einfache Abschätzung:

Verbrauch ist bei leidlich konstanter Geschwindigkeit proportional der geleisteten Arbeit, was auf Strecke etwa dem Windwiderstand entspricht.

W=F_Wind x s und

F_Wind = 1/2 Rho Cw A v^2. Cw x A ist halt "Cw Wert" mal Stirnfläche. Cw ohne Angabe von A ist übrigens ein selten sinnloser Wert wie bereits von Vorschreibern ausreichend betont ;)

Erste Schlussfolgerung: Höhere Stirnfläche gleich (mindestens) linear höherer Verbrauch. Weil mit der Höhe meist auch die Masse des Fahrzeugs ansteigt und die Masse will auch praktisch beschleunigt werden.

Was die Endgeschwindigkeit angeht: Die Leistung P ist Arbeit pro Zeit, also W/t und W= F_Wind mal s/t. s/t ist die Geschwindigkeit v.

Daher: DIe Leistung P ist 1/2 Rho Cw A v^3. Wenn die Leistung der Motoren und der Cw Wert gleich ist, dann muss A mal v^3 konstant sein. Also sinkt die mögliche Endgeschwindigkeit bei steigender Stirnfläche um die dritte Wurzel aus dem Stirnflächenverhältnis.

Beispiel: Ein Sharan hat etwa 2.8m², der Passat 2.2m² Stirnfläche. Bei gleichem Motor und angepasstem Getriebe wird der Sharan nur (2,2/2,8)^(1/3) und damit 92% der Endgeschwindigkeit des Passats erreichen.

Oder anders gerechnet: Wenn der Sharan genau so (end)schnell sein soll wie der Passat, dann braucht der durch die Abhängigkeit der Leistung in der dritten(!) Potenz der Geschwindigkeit rund 28% mehr Power für den selben Speed. Wer also mit einem Van genau so schnell fahren will wie mit einer Limo, der zahlt einen erwähnenswerten Express-Zuschlag.

Daher find ich das technisch ziemlich seltsam: Auf der einen Seite jammern alle über den Spritpreis und Verbrauch, aber Minivans und SUVs verkaufen sich wie 'geschnitten Brot'.

 

 

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Ich meine eine Tieferlegung senkt in erster Linie die Verwirbelungen unter dem Fahrzeug, das macht mehr aus, die Stirnfläche und so bleiben ja erstmal unberührt. Soweit ich weiß, macht es zwar was am Verbrauch aus, aber eher im unbedeutenden Bereich im Alltag, also werden bei höheren Geschwindigkeiten keine Extremwerte rauskommen. Da macht die Felgen/Reifenwahl wohl mehr aus.

Themenstarteram 17. Juli 2012 um 9:31

Danke, hört sich logisch an. Suche noch ein paar "Zusatzargumente", um eventuell meinen F21 mit M-Fahrwerk dann einen Satz Eibach oder H&R Federn zu spendieren;) Besser aussehen tut es ja auf jeden Fall. Nehme auch nicht an, dass es "zu hart" wird, wobei das schon ein Risiko ist, da ich diese Kombination nicht kenne (M-Fahrwerk + härtere Federn).

 

Zitat:

Original geschrieben von Diabolomk

Ich meine eine Tieferlegung senkt in erster Linie die Verwirbelungen unter dem Fahrzeug, das macht mehr aus, die Stirnfläche und so bleiben ja erstmal unberührt. Soweit ich weiß, macht es zwar was am Verbrauch aus, aber eher im unbedeutenden Bereich im Alltag, also werden bei höheren Geschwindigkeiten keine Extremwerte rauskommen. Da macht die Felgen/Reifenwahl wohl mehr aus.

Ich habe es so gelernt das man die "freie"fläche unterhalb des Autos mit als Stirnfläche rechnet.

damit reduziert sich durch 30mm Absenkung die Stirnfläche deutlich.

Da unter anderem die Räder zu viel Verwirblungen sorgen, denke ich das dieser Ansatz auch durchaus seine Berechtigung hat.

Auch wenn die Stirnfläche sich effektiv kaum ändert (ändern tut sie sich wegen weiter in die Karosserie eintauchenden Reifen eh).

Themenstarteram 17. Juli 2012 um 13:02

Zitat:

Original geschrieben von snooopy365

Ich habe es so gelernt das man die "freie"fläche unterhalb des Autos mit als Stirnfläche rechnet.

damit reduziert sich durch 30mm Absenkung die Stirnfläche deutlich.

Da unter anderem die Räder zu viel Verwirblungen sorgen, denke ich das dieser Ansatz auch durchaus seine Berechtigung hat.

Auch wenn die Stirnfläche sich effektiv kaum ändert (ändern tut sie sich wegen weiter in die Karosserie eintauchenden Reifen eh).

Das war auch mein Denkansatz. Es wäre interessant zu wissen, ob es belastbare empirische ermittelte Daten zu diesem Thema gibt.

Die werden, wenn überhaupt, die Fahrzeughersteller haben. Man könnte natürlich Fahrzeuge zum Vergleich heranziehen, bei denen eine Tieferlegung zur Verbrauchsreduzierung vorgenommen wurde. Allerdings greifen bei solchen Modellen ja üblicherweise auch noch eine Reihe weiterer Maßnahmen.

Ich persönlich würde den alleinigen Effekt durch die Tieferlegung nicht sonderlich hoch einstufen. Willst du denn ausschließlich tieferlegen oder stehen auch andere Räder zur Debatte?

Sagen wir mal so, VW hatte Anfangs BMT bzw. BM Modelle mit Tieferlegung, die flog teils wieder raus(vermutlich um den Kundenkreis nicht einzuschränken), keine Änderung im Verbrauch oder Vmax. D.h. im Rahmen der Tolleranz.

Bzw. gibt es andersrum aber Modelle, die haben durch ein BMT Paket 1km/h an Vmax gewonnen, zb Golf VI 140PS TDI. Jedoch beinhaltet das BMT Paket keine Tieferlegung sondern ist wohl auf Unterbodenoptimierung und Kühlergrilloptimierung zurückzuführen. Im übrigen im eben genannten Modell nicht mit 17 Zoll Felgen zu bekommen... wie man sieht, bei den Rädern scheint der Hund begraben...

Klar die Massenträgheit ist sehr deutlich zu spüren und da kann man sehr billig(stahlfelgen mit Asphalttrennscheiben(ECO Reifen)) sehr viel rausholen ohne was am Fahrzeug zu ändern. Ich persönlich konnte nichts am Spritverbrauch feststellen nachdem das Fahrwerk drin ist, das hat aber nichts zu heißen weil ich selten Autobahn fahren.

Themenstarteram 17. Juli 2012 um 13:20

Zitat:

Original geschrieben von AMenge

Die werden, wenn überhaupt, die Fahrzeughersteller haben. Man könnte natürlich Fahrzeuge zum Vergleich heranziehen, bei denen eine Tieferlegung zur Verbrauchsreduzierung vorgenommen wurde. Allerdings greifen bei solchen Modellen ja üblicherweise auch noch eine Reihe weiterer Maßnahmen.

Ich persönlich würde den alleinigen Effekt durch die Tieferlegung nicht sonderlich hoch einstufen. Willst du denn ausschließlich tieferlegen oder stehen auch andere Räder zur Debatte?

Nur tieferlegen.

Zitat:

Original geschrieben von Provaider

Klar die Massenträgheit ist sehr deutlich zu spüren und da kann man sehr billig(stahlfelgen mit Asphalttrennscheiben(ECO Reifen)) sehr viel rausholen ohne was am Fahrzeug zu ändern. Ich persönlich konnte nichts am Spritverbrauch feststellen nachdem das Fahrwerk drin ist, das hat aber nichts zu heißen weil ich selten Autobahn fahren.

Massenträgheit ist das eine, die Reifenbreite ansich das andere, wobei die meist durch geringere Walkarbeit ausgeglichen wird.

Es liegt wohl meist daran, dass größere Räder einfach insgesamt breiter sind, also im Sinne Luftwiderstand und meist auch noch eine geringere ET haben und somit nicht mehr so bündig in der Karosserie stehen.

Klar gibt VW den gleichen Verbrauch an, weil beim Zyklus die Aerodynamik mit dem "üblichen" Fahrwerk getestet wird.

Ich schätze das es schon einen Vorteil bringt, allerdings wie hoch der ist?

Um das mit dem Luftwiderstand mal deutlich zu machen:

Zu jeder Kraft gibt es eine Gegenkraft. Wenn die Luft geschoben wird, entsteht eine Gegenkraft, welche Luftwiderstand genannt wird. Auf Oberflächen werden nur senkrechte Kräfte übertragen. D.h., um rechnen zu können müsste man eine zur Fahrtrichtung senkrecht orientierte Fläche annehmen. Dazu rechnet man die Fahrzeugstirnfläche in eine senkrechte Fläche um. Diese senkrechte Fläche auf die Stirnfläche bezogen ergibt den cw-Wert, in welchem nun alle Nebeneffekte wie Verwirbelungen etc. mit eingerechnet werden.

Eine Absenkung der Karosserie reduziert die Wirbelbildung an der Unterseite und verbessert somit den cw-Wert und verkleinert nicht die Stirnfläche.

Ich bin kein Aerodynamiker aber so habe ich die ganze Sache verstanden.

Gruß

Twaht

Zitat:

Original geschrieben von snooopy365

Klar gibt VW den gleichen Verbrauch an, weil beim Zyklus die Aerodynamik mit dem "üblichen" Fahrwerk getestet wird.

Ich schätze das es schon einen Vorteil bringt, allerdings wie hoch der ist?

Kommt drauf an, bei nem Sondermodell mit eigener Vebrauchsschlüsselung wird in dem Fall auch das Fahrwerk mitgetestet.

http://www.motor-talk.de/.../vw-golf-vi-luftwiderstand-t3798694.html

Alle Golfs haben die gleiche Stirnfläche(nur die Sportmodelle mehr), auch der tiefere Bluemotion, einzig ändert sich der CW-Wert.

D.h. wohl. Tieferlegung ändert nix an der Stirnfläche.

Themenstarteram 17. Juli 2012 um 18:34

Entscheident für die Aerodynamik eines Fahrzeuges (oder was auch immer) ist der cwxA Wert. Ob die Tieferlegung nun den cw Wert, oder das A reduziert ist mir egal, wenn das Ergebnis stimmt;)

Der reine cw Wert sagt ja nicht viel. Den niedrigsten cw Wert hat z.B. der "Tropfen" und zwar egal, ob er wenige mm im Durchmesser ist, oder mehere meter. Für den Luftwiderstand hat dieser Durchmesser allerdings eine sehr große Bedeutung und hier kommt die Fläche A ins Spiel, also jene Querschnittsfläche, auf die die Kraft F wirkt. Umso kleiner diese Fläche nun ist, umso besser für die Gesamt-Aerodynamik.

Was bei der Tieferlegung genau geschieht weiß nicht, würde es aber gerne wissen und auch die Folgen.

 

Zitat:

Original geschrieben von auditwaht

Um das mit dem Luftwiderstand mal deutlich zu machen:

Zu jeder Kraft gibt es eine Gegenkraft. Wenn die Luft geschoben wird, entsteht eine Gegenkraft, welche Luftwiderstand genannt wird. Auf Oberflächen werden nur senkrechte Kräfte übertragen. D.h., um rechnen zu können müsste man eine zur Fahrtrichtung senkrecht orientierte Fläche annehmen. Dazu rechnet man die Fahrzeugstirnfläche in eine senkrechte Fläche um. Diese senkrechte Fläche auf die Stirnfläche bezogen ergibt den cw-Wert, in welchem nun alle Nebeneffekte wie Verwirbelungen etc. mit eingerechnet werden.

Eine Absenkung der Karosserie reduziert die Wirbelbildung an der Unterseite und verbessert somit den cw-Wert und verkleinert nicht die Stirnfläche.

Ich bin kein Aerodynamiker aber so habe ich die ganze Sache verstanden.

Gruß

Twaht

Zitat:

Original geschrieben von Chinook99

Entscheident für die Aerodynamik eines Fahrzeuges (oder was auch immer) ist der cwxA Wert. Ob die Tieferlegung nun den cw Wert, oder das A reduziert ist mir egal, wenn das Ergebnis stimmt;)

Die Stirnfläche bleibt immer konstant! Auch nach der Tieferlegung! Es muss also der cw-Wert verbessert werden und das erkläre ich mir über die reduzierte Wirbelbildung...nur, dass das klar ist. Details würde ich auch gerne wissen. ;)

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