erhöhter spritverbrauch im winter?
guten morgäään! 🙂
sagt mal, um wieviel steigt der verbrauch durchschnittlich bei kälteren temperaturen? ich schätze mal für mein auto (vergasermotor) inkl. winterreifen gut 1l im stadtverkehr, also von 8,2l/100km auf knapp über 9l/100km. Werde es natürlich bald sehen, bin bloß neugierig, was andere so für erfahrungen damit gemacht haben.
gruß, elessar
24 Antworten
@Thomas
Das mit den 100 U/min mehr die ersten paar Sekunden ist möglicherweise eine Art Kaltlaufprogramm. Ist aber gegenüber einem Benziner kaum der Rede wert.
Denke sowieso, daß ein Diesel auch irgendwo eine Leerlaufregelung haben muß, die wohl nebenbei Kaltstart usw. mit machen kann (hatte selbst noch keinen Diesel, kenn nur den A4 TDI meines Bruders und den CX 25 TD, den mein Vater früher hatte)
Deine letzte Frage: Laut die mehr "Warum ist der Verbrauchsnachteil des Benziners im Winter größer als der des Diesels?" Antwort wäre schon gegeben "weil für optimalen Verbrauch ein wesentlich größerer Bereich des Motor-/Ansaug-/Einspritzblocks sehr warm sein muß, was im Winter nur mäßig gut geht". Man sollte auch nicht die Verdampfungsenergie unterschätzen, die das Benzin benötigt und dem Bereich der Einspritzung entnimmt. Unter ungünstigen Wetterbedingungen (Ansaugluft kalt und feucht) sind ja früher die Vergaser gelegentlich eingefroren. Solche Probleme kennt der Diesel nicht. Iinteressant wird sicher der künftige Vergleich mit Benzin-Direkteinspritzern...
Oder lautet die Frage "Warum ist der Verbrauch im Winter auch bei warmgefahrenen Motor höher als im Sommer?"
Höhere Fahrwiderstände, im einzelnen:
Motor- und Getriebeöl, Antriebswellen- und Radlagerfett, Schmiermittel aller bewegten Nebenaggregate kälter, damit zäh(flüssig)er, damit mehr Widerstand
Luftwiderstand höher(!), weil die Viskosität der Luft mit abnehmender Temperatur zunimmt
Häufigeres Fahren mit Licht, LiMa dreht sich daher häufiger schwerer um die Batterie nachzuladen.
Höhere Walkarbeit von Keilriemen und Reifen (Zahnriemen wohl weniger)
Einzig die Adhäsion der Reifen auf z.B. trockenem Asphalt ist in der kälte geringer.
@StefanGr13
Ist denn die Verdampfungsenergie (oder überhaupt kalte Außenluft) nicht (bis auf Kaltstart) günstig für den Motor? Diese "Extrakühlung" sollte doch eine größere Temperaturdifferenz bewirken (Tmax bleibt fix [durch Material begrenzt]) und somit - laut Formel - einen höheren Wirkungsgrad?!
MfG
Thomas
@TomS
Auf welche Formel beziehst Du dich gerade?
Wahr ist, daß Turbo-Motoren z.T. Ladeluftkühler zur Leistungssteigerung haben. Die Kompressionswärme wird teilweise abgeführt, damit die Dichte der Luft (und die O2-Menge pro Zylinderfüllung) erhöht, damit kann mehr Benzin verbrannt werden, damit mehr Leistung.
Auch ohne Turbo ist Kaltluft solange leistungsfördernd solange der Dichtevorteil den Nachteil schlechterer Verdampfung überwiegt. Vorausgesetzt die Einspritzsteuerung kennt die Temperatur der angesaugten Luft und dosiert entsprechend mehr Benzin dazu. Ist allerdings für extrem geringen Verbrauch natürlich kontraproduktiv.
@StefanGr13
Ich meinte die Formel für den Wirkungsgrad eines idealen Otto-Kreisprozesses (n=1-T1/T2). T1 ist bei UT mit Frischluftfüllung und T2 bei OT nach Kompression der Frischluft. Niedriges T1 (kalte Frischluft) wird auch nach Kompression zu niedrigem T2 führen. Oder man kann eben mehr Füllung aufnehmen um ein gleich hohes T2 zu erreichen wie bei warmer Luft. Oder ist T2, unabhängig von der Außentemperatur, bereits maximal ausgereizt? Immerhin wird nach Zündung ja das noch höhere T3 erreicht.
'Tschuldige für meine laienhaften Fragen. Ein Ingenieur hat da wohl mehr Durchblick. Doch eine Begründung, warum kalte Luft schlecht für den Wirkungsgrad sein soll, fehlt mir bis jetzt. Ladeluftkühler (natürlich besonders bei Turbodiesel) scheinen ja dem Wirkungsgrad keineswegs zu schaden, eher im Gegenteil (es gibt z.B. bei MB und Opel ja fast baugleiche Motoren mit/ohne LLK, wenn ich mir die offiziellen Verbrauchsangaben anschaue...). Das zusätzlich durch kalte Luft, bessere Füllung die Leistung erhöht wird ist ein weiterer Pluspunkt.
MfG
Thomas
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Uuups, jetzt wirds richtig thermodynamisch. Insofern sind deine Ausführungen alles andere als laienhaft zu sehen.
Als Chemieingenieur hab ich mich das letzte Mal vor ca. 17 Jahren mit sowas beschäftigt. Als Nicht-Fahrzeug- oder Maschinenbauer damals auch eher mit dem Carnot- als mit dem Otto-Prozess.
Die besagte Formel (das n ist eigentlich ein 'eta' und meint den Wirkungsgrad?) beschreibt nur eine Facette, nämlich die als adiabatisch angenommene Kompression des als ideal angenommenen Gemischs Luft/Benzindampf/Benzinnebel.
Rückschlüsse allein daraus über den Gesamtwirkungsgrad des ganzen, "real" zu betrachtenden Prozesses sind wohl nur mit großer Vorsicht abzuleiten. Wenn z.B. der %Anteil verdampften gegenüber vernebelten Kraftstoff bei kalter Luft drastisch kleiner ist hat das allein schon vermutlich einen drastischen Effekt auf die Zündwilligkeit des Gemischs (die auch von der Temperatur abhängt). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammfront und der Druckverlauf im Arbeitstakt hängt mit Sicherheit drastisch davon ab, wieviel des Benzins in wie großen Tropfen (außen am Tropfen unter Verkleinerung des Tropfens) langsamer abbrennt und wieviel als Benzindampf zügiger verbrennt.
Alles Effekte, die größeren Einfluß auf den Gesamtwirkungsgrad haben könnten als Unterschiede in Füllung/Kompression.
Der Ingenieurssachverstand sagt einem dann sehr schnell, daß man das nicht mehr rein theoretisch abhandeln kann (bzw. sollte) sondern z.B. einen Versuchsmotor braucht.
Relativ klar scheint zu sein, daß man
1. bei kalter Ansaugluft bessere Füllung hinbekommen kann
2. wenn 1. zutrifft dann auch mehr Benzin dazugeben sollte
Ob man dann
3. bei ganz offener Drosselklappe mehr Maximalleistung herausbekommt ist schon deutlich unsicherer.
Falls 1. 2. und 3. zutrifft wird man jedoch auf keinen Fall weniger verbrauchen.
Im normalen Teillastbetrieb der Praxis zeigt sich, daß man bei gleichen Fahrbedingungen bei Kälte i.d.R. mehr braucht was einen niedrigeren Gesamtwirkungsgrad bedeutet.
Die genauen Ursachen gegeneinander abzugrenzen und die Wirkungsgrade einzelner Facetten zu quantifizieren ist
eine Forschungsaufgabe fürs Leben.
@StefanGr13
Dann brauchen wir wohl einen klimatisierbaren Prüfstand.
Schade, ich hoffte es gäbe für Otto und Diesel eine klare Aussage zum Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Lufttemperatur.
Bei Gasturbinen steigt der Wirkungsgrad (und natürlich auch Leistung) jedenfalls definitiv mit abnehmender Temperatur. Bei stationären Anlagen kann deswegen Wasser im Verdichter verdampft werden (nicht in Brennkammer, das wäre ineffizient). Im Jet nimmt man wegen dem bißchen natürlich keinen Wasserbalast mit.
MfG
Thomas
Meines Erachtens sind die Verhältnisse im Hubkolbenmotor noch ungleich komplexer als in einer Turbine. Dort hat man im stationären Betriebszustand wenigstens in jedem (Orts-)bereich etwa konstante Verhältnisse. Beim Hubkolbenmotor hat man im Zylinder auch noch (z.B. bei 3000 U/min = 50 U/sec) im 1/100 sec-Takt Kompression und Expansion.
Die Geschwindigkeit von physikalischen und chemischen Abläufen spielt dann eine ganz erhebliche Rolle und ist nicht leicht in Formeln zu fassen (falls überhaupt möglich).
Selbst wenn das noch geht entziehen sich vermutlich die meisten wirklich relevanten Meßgrößen einer vernünftigen und exakten Messung.
Auch eine Beziehung eta=f(T) bei Gasturbinen ist letztlich eine empirisch (=experimentell) gefundene Korrelation, die je nach Größe, Typ, Bauart, usw. mehr oder weniger gut stimmt (kein Naturgesetz).
Ein "eta besser wenn kalt" weist darauf hin, daß Gasturbinen offenbar keine Probleme mit der Dispersion (=Verteilung in möglichst feine Tröpfchen) des Kraftstoffs haben.
Das mit dem "Wasser verdampfen" ist wohl auch als eine Art Ladeluftkühlung zur Druckerhöhung gemeint.
@StefanGr13
Mag sein, daß der Hubkolbenmotor theoretisch komplizierter ist. Vielleicht ist es auch zusätzlich die pure Größe der üblichen Gasturbine (bei Vollast jagt mein Vater 1.5 Liter Kerosin pro Sekunde und Triebwerk durch, 5 Liter mit Nachbrenner), die sie weniger anfällig für "nebensächliche" praktisch-technische Störeinflüsse macht.
Das wäre meine Idee zur Dispersion des Kerosin. Es sind nur (man bedenke den Durchfluß) ein paar dutzend Einspritzdüsen pro Brennkammer. Die Größe der Brennkammer würde dann genug Zeit geben. Kalt und zäh wird das Kerosin in 50000 Fuß Höhe nämlich schon, trotz Tankheizung. Zum Glück flockt es nicht so schnell aus wie Diesel.
MfG
Thomas
Wohl wahr. Nach dem Ausflug in die Luftfahrttechnik bleibt nur noch die Frage zu beantworten, ob Flugzeuge im Winter tatsächlich weniger Kerosin brauchen oder ob der Vorteil des besseren Wirkungsgrads durch den Nachteil des höheren Luftwiderstandes ausgeglichen wird...
@StefanGr13
In den oberen Luftschichten ist ja nicht viel Unterschied zwischen Sommer und Winter. Und höherer Luftwiderstand (kalte Luft beim Start) bedeutet auch mehr Auftrieb, Leistung und Wirkungsgrad, also schneller "oben" in den dünnen energiesparenden Luftschichten. Muß ich mal nachhaken, aber imho macht es im Jet-Bereich nichts aus.
Und für den PPL-Bedarf (die kleinen Hupfer haben ja Kolbenmotoren und bleiben meist unter 3000m) wird nicht so ein Aufwand getrieben. Nur für die Umrechnung indicated airspeed - true airspeed, Abreißgeschwindigkeit etc. ist die Temperatur und Dichte schon wichtig. Geht aber einfach pi mal Daumen mit Tabelle wo man die Höhe nachschlägt.
Ich glaube, ich schweife etwas vom Thema Opel ab...
MfG
Thomas