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Kraftstoffeffizient beschleunigen
Hallo. Hab mir eben die Mühe gemacht, einem Fragesteller ausführlich zu antworten. Und weils vielleicht dein einen oder anderen interessiert, hab ich das jetzt nochmal hier gepostet. Es geht darum, wie man Kraftstoffsparend seinen Wagen beschleunigt. Das bedeutet nicht, dass man so am schnellsten beschleunigt. Am schnellsten beschleunigt man natürlich, wenn man im Bereich der maximalen Leistung bleibt.
also hier meine antwort:
as kannste dir einfach ausprobieren und anschließend genau ausrechnen!
also ich bin bei meinem PD TDI zu folgendem schluss gekommen
ich hab überlegt, bei welcher drehzahl es am sinnvollsten ist, zu beschleunigen (also in welchem drehzahlbereich).
dazu habe ich mir den momentanverbrauch auf 100km bei vollgas und den geg drehzahlen angeguckt. die messung hab ich aber erst bei 1500 begonnen.
die tabelle habe ich nicht mehr exakt vor mir liegen, jedoch kann man sagen, dass der momentanverbrauch stetig anstieg.
also zb bei
1500 u/min : 10l /100km
2000 u/min : 12l /100km
2500 u/min : 13l /100km
3000 u/min : 15l /100km
4000 u/min : 17l /100km
jetzt nimmst du dir deine drehmomentkurve des motors.
auch wieder ein beispiel
1500 u/min : 200Nm
2000 u/min : 300Nm
2500 u/min : 300Nm
3000 u/min : 270Nm
4000 u/min : 230Nm
so jetzt musst du gucken, welche kraft [in newton] gerade dein auto vorantreibt.
angenommen, dein wagen fährt im aktuellen gang bei einer drehzahl von 1000 u/min = 16,67 u/s etwa 50km/h=13,89 m/s, dann dreht sich dein motor etwa 1,2 mal, wenn der wagen 1 m vorwärts fährt.
300Nm bedeutet, dass an einem Punkt, der sich um eine Mitte dreht, die 1Meter entfernt ist, 300N anliegen.
Der Punkt bewegt sich also bei einer Umdrehung 2PI Meter = 6,28 Meter weit.
Da sich der Motor ja 1,2Mal dreht, wenn das Auto 1m fährt, bewegt sich dieser Punkt 7,54 Meter weit, also ist die Übersetzung 7,54:1, also treiben dich in dem Gang 300N*7,54 = 2262N an.
Es gilt Kraft * Strecke = Energie
Auf 100Km leistest du bei aktueller Kraft also 100.000m*2262N = 226,2 MJ
Jetzt brauchst du den Brennwert deines Kraftstoffes, bei Diesel etwa 37,4 MJ/Liter.
Jetzt biste fast fertig
Der Motor spritzt ja bei 2000U/min in dem Gang 12Liter/100km ein, wie oben in der Tabelle zu entnehmen.
Also spritzt er einen gesamten Brennwert von 12*37,4 = 448,8 MJ ein, leistet aber nur 226,2MJ
Das heißt du hast etwa einen Wirkungsgrad von 50,4% bei 2000U/min
(Das waren jetzt nur Beispielwerte, ich glaube der Wirkungsgrad is jetzt etwas hoch. Es geht ja nur ums Prinzip)
Das kannste jetzt (natürlich is das für alle folgenden Werte einfacher, weil man das meiste wiederverwenden kann) für zb 4000U/min machen.
Da kommt dann etwa ein Wirkungsgrad von 38,6% raus,also weniger.
Dendenziell würde ich sagen, dass der Wirkungsgrad am Drehmomentmaximum am höchsten ist, das will ich aber nicht pauschalisieren.
Also wie gesagt, das gilt nur für die Volllast zum Beschleunigen.
Würde mich interessieren, wenn mir jemand sagen könnte, wie es im Teillastbereich ist.
MFG
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6 Antworten
Wenn Du vom (ungetunten!) TDI redest, dann
sind die angegebenen Momentanverbräuche
unglaubwürdig.
Beschleunigt man einen 130 PS-ler im 6. Gang
durch, angefangen bei höchstens 1500 U/min,
dann hat die Verbrauchsanzeige ihr Maximum
ungefähr bei 2100 U/min (14.x l) und sinkt dann
mit steigender Drehzahl wieder auf 13.x.
Das ist ganz analog zu den maximalen
zugelassenen Einspritzmengen pro Hub, die haben
ihr Maximum ungefähr bei Drehmo-Max und sinken
mit steigender Drehzahl dann wieder leicht ab.
(trotzdem nimmt natürlich die Leistung und der
Verbrauch pro Zeiteinheit zu, da ja öfter eingespritzt wird).
Also warst Du bei Deinen Messungen entweder
im unteren Drehzahlbereich in der Rußbegrenzung
(dann hat er auch weniger eingespritzt, dann
stimmen aber auch die Annahmen über das
Drehmoment nicht)
oder Du hast sogar in verschiedenen Gängen gemessen.
Grüße Klaus
Der TE schreibt ja, dass er die Tabelle gerade nicht vorliegen hat und es sich daher nur um Beispielwerte handelt, um die Berechnungsmethode zu verdeutlichen ;)
Mit den wahren Werten bekommt er aber
mit seiner Berechnungsmethode Ergebnisse, die
er bestimmt nicht erwartet ...
Grüße Klaus
was soll den "mit der berechnungsmethode" bedeuten :D es ist einfach DIE berechnungs"methode" (??) - es geht hier nicht um irgendwelche interpretationen oder kunst - das ist physik. und da gibt es richtig oder falsch (kommt mir jetzt nicht mit heisenbergscher unschärferelation!! :-P )
das ist einfach so und das kannst du "glauben" oder nicht!
mit dieser "methode" bekomme ich (habe es jetzt extra nochmal ausprobiert) einen wirkungsgrad von ca 40%.
ich habe hier lediglich geschildert, wie man den wirkungsgrad seines fahrzeugs einfach und einigermaßen exakt ermitteln kann.
ich hab desweiteren keine schlüsse aus meinen ergebnissen gezogen, die sich verallgemeinern lassen und habe lediglich die daten zugrunde gelegt, die ich als laie ablesen kann.
und meine güte, was ist so schwer daran, zu kapieren, dass es eine BEISPIELTABELLE ist
immer diese destruktiven trolle...
Zitat:
ich habe hier lediglich geschildert, wie man den wirkungsgrad seines fahrzeugs einfach und einigermaßen exakt ermitteln kann.
Ja und darüber mokiert sich der "destruktive Troll"
aus folgenden 2 Gründen:
(1)
Wenns einigermaßen einfach sein soll, dann macht man
die Rechnung mal mit freien
Variablen d (Drehmoment) und v (Verbrauch),
dann ergibt sich als "Wirkungsgrad" (Wg):
Wg = d / v * 2.02
In der Rechnung ist die Übersetzung
ja "hartverdrahtet" und die Umdrehungszahl,
bei der ein "d" anfällt, geht in die Rechnung nicht ein.
In der Form könnte man es einfach nennen, und in der
Form hättest Du Dich beim 4000 U/min Beispiel wahrscheinlich
auch nicht verrechnet, da kommt dann nämlich 27,3 % raus
und nicht 38,6 % .
(2)
Eine "einigermaßen exakte" Methode zur Wirkungsgradbestimmung
kann das Verfahren mit Sicherheit nicht sein, allein aus seinem
paradoxen Verhalten heraus. Ein zögerlicher Ladedruckaufbau
oder ein schwächelnder LMM führt in diesem Verfahren nämlich
zu einem drastisch gesteigerten "Wirkungsgrad" ,
einfach weil dann weniger eingespritzt wird (Verbrauchsanzeige
sinkt entspechend) , aber in der Rechnung wird ja immer von
vollem Drehmoment ausgegangen.
Grüße Klaus
Google mal nach "Muscheldiagramm TDI". Dann sparst Du die ganze experimentelle Bestimmung des Wirkungsgrads. Denn den Teillastbereich kannst Du nie herausbekommen.
Und dann musst Du nur noch die Integralgleichungen aufstellen und lösen, denn beschleunigen in Teillast mit schlechtem Wirkungsgrad kann integral besser sein, weil man einfach über die Gesamtzeit langsamer fährt. Frage ist, was will man? Nur sparen oder auch beschleunigen?
Im übrigen ist das Muscheldiagramm das Geheimnis des TDIs und auch der Hybriden: ein TDI ist auffällig sparsam im Teillastbereiich, den man (fast) immer nutzt. Hybrid-benziner entgehen den Wirkungsgradverlusten in Teillast durch Batterieladung/den Elektromotor. Daher wird ein Hybrid-TDI auch nie den Zusatzgewinn bringen wie ein (Saugrohreinspritzer-)benziner-Hybrid.
Der maximale Wirkungsgrad es besten PD TDI liegt im übrigen so bei 42 - 43% und sinkt nur in ganz ungünstigen Fällen unter 30%.
Amen