Maximaler Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors
Hallo zusammen,
vielleicht kann ich mit Eurer Hilfe eine Erklärung für eine Beobachtung finden, oder sie in den Bereich der Einbildung verschieben.
Im Allgemeinen rolle ich auf der Bahn so ungefähr mit 110 bis 130 Km/h zur Arbeit (die Spritpreise sind echt nicht mehr witzig). Zur Zeit sind Ferien, und die Geschwindigkeit kann in Grenzen frei gewählt werden. Ich fahre jetzt seit der letzten Tankfüllung ca. 130 bis 150 Km/h und habe laut BC einen geringeren Verbrauch. Ich meine das letztes Jahr schonmal beobachtet zu haben, habe es dann aber als Einbildung abgetan. Diesmal vorerst nicht. Zumindest die Steigerung des Durchschnitts von 68 auf 72 Km/h ist keine Einbildung.
Soviel zur Einleitung - jetzt meine Fragen:
Wo hat ein Ottomotor seinen maximalen Wirkungsgrad?
Gibt es dafür eine Einheit (z.B. l/Kwh)?
Hängt das mit dem maximalen Drehmoment zusammen?
Gibt es dazu kurven (wie z.B. die Leistungskurve)?
Besonders interessieren würde mich das für einen 1.4l 16V 75Ps, aber auch allgemeingültige Aussagen fände ich prima.
Vielen Dank im voraus
Gruß Udo
49 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von Daedalus
Um mal meine persönlichen Erfahrungen einzubringen...
Der Wirkungsgrad des Motors hat ab mittlerem Drehzahlbereich und eingelegtem 5. Gang nur geringe Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Viel mehr einfluss haben Luftwiderstand (nimmt quadratisch mit der Geschwindigkeit zu) und Rollreibung.
Mein Golf III (90PS) hatte irgendwo bei 60 km/h im 5. Gang sein Verbrauchsminimum (bezogen auf die Strecke). Nach unten sowie oben stieg der Verbrauch an. Das ging dann von
5 Liter bei 70 km/h über
6,5 bei 120 und
8 bei 140 bis zu
15 bei Vollgas. Und so ungefähr dürfte das bei jedem Benziner aussehen.Neuerdings hab ich nen 1.6 FSI, da liegt der minimale Verbrauch und das Geschwindigkeitsniveau etwas niedriger, so bei 50.
Genau so sind meine Erfahrungen auch,wobei man die 60 im 5ten auf der AB besser nicht fährt :-)))
Zitat:
Original geschrieben von Sound Lupo 3L
das stimmt so allgemein schon mal nicht!
ausserdem: wo ist das denn logisch ?
der wirkungsgrad eines motors könnte man beschreiben als verhältnis von zugeführter energie in form von benzin oder diesel und abgeführter energie in form von mechanischer energie.
so einfach zu sagen, das der maximale wirkungsgrad beim maximalen drehmoment ist, das geht nicht.
es ist aber so. weil wenn du ein maximum an drehmoment hast, führst ein maximum an energie aus dem Sprit ab.
Die Diagramme zeigen beim Otto aber, das der beste Wirkungsgrad (geringster spezif. Verbrauch) zwar bei (in der Nähe) der Drehzahl des max. Drehmoments liegt, aber nicht bei Volllast. Ich denke das hängt mit der Volllastanreicherung zusammen. So einfach scheint das also tatsächlich nicht zu sein.
Da muß ich noch mal drüber nachdenken.
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
es ist aber so. weil wenn du ein maximum an drehmoment hast, führst ein maximum an energie aus dem Sprit ab.
wo steht das ?
wo ist der beweis ?
wieso sollte das drehmoment ein indiez dafür sein sein, das die maximale energie aus dem sprit geholt wird ?
man kann einen motor bauen, und das maximale drehmoment dorthin setzten, wo man es haben will. das heist aber nicht, das auch dort der maximale wirkungsgrad ist.
schau dir mal den cannotschen kreisprozess an, dann verstehst du vielleicht mehr von der sache.
nur mal so nebenbei, die maximale energie wird so oder so aus dem sprit geholt, fragt sich nur in welcher form.
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genau das kann ich auch bestätigen. Besonders beim Diesel mögen diese Punkte nah beieinander liegen, sind aber nicht grundsätzlich identisch.
Ich zitiere mal aus einem der von mir bereits gesetzten Links:
" ... Was für den Kunden und Nutzer der Streckenverbrauch
ist, ist für den Motorenbauer der spezifische
Kraftstoffverbrauch, d. h. die pro abgegebener
Arbeitseinheit erforderliche Kraftstoffmasse.
Üblicherweise wird diese ausgedrückt in g/kWh
und als effektiver Kraftstoffverbrauch be bezeichnet.
Der Bezug ist die an der Kurbelwelle abgegebene
Arbeit. Diese Definition ist sinnvoll, erlaubt
sie doch sofort eine Aussage über die Effizienz des
Motors und, sofern der Heizwert berücksichtigt
wird, auch über den Wirkungsgrad des Motors.
Damit sind Motoren aller Größen untereinander
vergleichbar.
Da dieser spezifische Kraftstoffverbrauch von der
Last (Drehmoment) und der Drehzahl abhängig
ist, wird er üblicherweise im Motorkennfeld in
Kurven konstanten Kraftstoffverbrauches dargestellt
(auch als „Muscheldiagramm“ bezeichnet).
Abbildung 5 zeigt vier typische Kraftstoffverbrauchskennfelder
für verschiedene Verbrennungsverfahren.
Die charakteristischen Unterschiede
bestehen in erster Linie im absoluten
Niveau der spezifischen Kraftstoffverbräuche,
aber auch in der typischen Lage des Verbrauchsminimums
im Teillastbereich bei Ottomotoren
und bei oberer Teillast oder nahe der Volllast bei
PKW-Dieselmotoren. ... "
Das ist denke ich eindeutig.
*edit* der Herr hieß Carnot
*edit2*
Mal ein Erklärungsversuch: Max. Drehmoment heißt max. Kraft am Hebelarm der Kurbelwelle, wobei nicht gesagt ist, unter welchem Einsatz das erreicht wird. Der max. Wirkungsgrad beschreibt aber den Punkt an dem bei minimalem Einsatz das max. Ergebnis erzielt wird, dies muss nicht das max. mit diesem Motor zu erreichende Ergebnis (=Drehmom.) sein.
Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus zugeführter Leistung und abgegebener Leistung. Bei einem guten Wirkungsgrad sollte dieser Quotient sehr hoch sein und am besten gegen 1 gehn. Wenn er bei einem von euch >1 ist bitte melden, dann holen wir den Nobelpreis ab. In unserem Fall heißt ein guter Wirkungsgrad, das die an der Welle abgegebene Energie im Verhältnis zur Energie des zugefügten Sprites hoch ist. Daraus darf man aber jetzt nicht schliessen das das Auto am Punkt maximalen Wirkungsgrades auch den wenigsten Sprit braucht. Nur das Verhältnis Sprit / Leistung ist dort am besten.
Und bevor noch mal jemand fragt wo das steht ; in jedem Physikbuch !
Zitat:
Original geschrieben von AFTler
Ich zitiere mal aus einem der von mir bereits gesetzten Links:
" ... Was für den Kunden und Nutzer der Streckenverbrauch
ist, ist für den Motorenbauer der spezifische
Kraftstoffverbrauch, d. h. die pro abgegebener
Arbeitseinheit erforderliche Kraftstoffmasse.
Üblicherweise wird diese ausgedrückt in g/kWh
und als effektiver Kraftstoffverbrauch be bezeichnet.
Der Bezug ist die an der Kurbelwelle abgegebene
Arbeit. Diese Definition ist sinnvoll, erlaubt
sie doch sofort eine Aussage über die Effizienz des
Motors und, sofern der Heizwert berücksichtigt
wird, auch über den Wirkungsgrad des Motors.
Damit sind Motoren aller Größen untereinander
vergleichbar.
Da dieser spezifische Kraftstoffverbrauch von der
Last (Drehmoment) und der Drehzahl abhängig
ist, wird er üblicherweise im Motorkennfeld in
Kurven konstanten Kraftstoffverbrauches dargestellt
(auch als „Muscheldiagramm“ bezeichnet).
Abbildung 5 zeigt vier typische Kraftstoffverbrauchskennfelder
für verschiedene Verbrennungsverfahren.
Die charakteristischen Unterschiede
bestehen in erster Linie im absoluten
Niveau der spezifischen Kraftstoffverbräuche,
aber auch in der typischen Lage des Verbrauchsminimums
im Teillastbereich bei Ottomotoren
und bei oberer Teillast oder nahe der Volllast bei
PKW-Dieselmotoren. ... "Das ist denke ich eindeutig.
*edit* der Herr hieß Carnot
*edit2*
Mal ein Erklärungsversuch: Max. Drehmoment heißt max. Kraft am Hebelarm der Kurbelwelle, wobei nicht gesagt ist, unter welchem Einsatz das erreicht wird. Der max. Wirkungsgrad beschreibt aber den Punkt an dem bei minimalem Einsatz das max. Ergebnis erzielt wird, dies muss nicht das max. mit diesem Motor zu erreichende Ergebnis (=Drehmom.) sein.
okok, ich korrigiere meine aussage dahingehend, das man nicht unbedingt den maximalen Wirkungsgrad bei max. Drehmoment hat. Die Punkte müßte allerdings immer sehr nahe zusammen liegen.
Ist aber auch total unerheblich für meine These. Ich geh ja nur davon aus das man eine steigeneden Wirkungsgrad bis zu einem gewißen punkt hat. Wenn der nun wesentlich stärker steigt als man z.b. für Luftwiderstand aufbringen muss, kann man durch aus schneller fahren, und im schnitt weniger verbrauchen.
Zitat:
Ich geh ja nur davon aus das man eine steigeneden Wirkungsgrad bis zu einem gewißen punkt hat. Wenn der nun wesentlich stärker steigt als man z.b. für Luftwiderstand aufbringen muss, kann man durch aus schneller fahren, und im schnitt weniger verbrauchen.
hi, ja das wäre theorethisch richtig, nur praktisch steigt der luftwiederstand quadratisch zur Geschwindigkeit.
Was oft nicht ganz klar wird, wird Motor der mit max Wirkungsgrad bewegt, ist das nicht zwangsweise die Sparsamste (Benzinverbrauch) Fahrwiese, sondern lediglich die mit optimaler Energieausbeute.
Soll heissen man kann den geringsten sprittverbrauch auch haben wenn man nicht mit otimalem wirkungsgrad fährt, das resultiert u. a. aus den abstufungen der drehmomentwandlers.
gruss molla
ich behauptet ja nicht das man momentan weniger verbraucht. aber eben das man auf den Schnitt der schnelleren Geschwindigkeit eben weniger verbaucht. Und das war bei mir typischerweise bei 120km/h der fall. mit 100 hat ich nen halben liter mehr.
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
ich behauptet ja nicht das man momentan weniger verbraucht. aber eben das man auf den Schnitt der schnelleren Geschwindigkeit eben weniger verbaucht. Und das war bei mir typischerweise bei 120km/h der fall. mit 100 hat ich nen halben liter mehr.
Kann ich mir bei deinem Auto nicht vorstellen.
Zitat:
Original geschrieben von st220
Kann ich mir bei deinem Auto nicht vorstellen.
welches auto? 🙂
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
welches auto? 🙂
Ist eigentlich *fast* egal welches Auto da jeder normale Wagen bei 100 weniger braucht wie bei 120
da geb ich dir auch vollkommen recht! keine frage. aber wir reden hier vom durchschnitt
Der Momentanverbrauch wird in Liter pro 100 km gemessen. Der Durchschnittsverbrauch wird auch in Liter pro 100 km gemessen. Die Werte unterscheiden sich NICHT, wenn man den Momenatnverbrauch lange genug beibehält geht dieser in den Durchschnittsverbrauch annähernd über.
Der Widerstand von 100 zu 120 km/h nimmt schon so stark zu dass dies einen Mehr-spritverbrauch von sicherlich ca. einen Liter ausmacht, keine Chance dies mit dem Wikrungsgrad nur annähernd zu kompensieren. Keine Ahnung wie du früher auf deine Werte gekommen bist. Wiederhol doch mal den Test