Motorkennfeld und spezifischer Verbrauch von Verbrennungsmotoren - darum CVT & Hybrid!

[Spiralschlauch42181]

Der bekannte Vlogger Horst Lüning hat gestern ein Video über Motorenkennfelder und den spezifischen Kraftstoffverbrauch von Verbrennungsmotoren eingestellt.

Link zum VIDEO

In diesem erklärt Herr Lüning einfach und sehr anschaulich, warum es mit den Verbrauchsreduzierungen bei Turbodiesel und Turbobenziner nicht weit her ist und woran das liegt. Insgesamt ist dieser Tatsachenverhalt eine schallende Ohrfeige für die deutsche Automobilindustrie und die ihr nachgeschalteten Medienorgane wie AutoBild, Auto Motor und Sport, sowie weitere Derivate. Die völlige Unkenntnis technischer Sachverhalte bei den Journalisten wird entlarvt.

Am Schluss des Videos macht er einen kleinen Abstecher zu den Hybriden und erklärt warum diese so wirkungsvoll arbeiten. Zum besseren Verständnis und zum Vergleich mit den vorher gezeigten Motorkennfeldern, anbei das Kennfeld von Prius II (1.5L HSD) sowie Prius III (1.8L HSD). Gleiches gilt für das Kennfeld des Honda Accord Hybrid (2.0L i-MMD)

Stufenlose Getriebe - von deutscher Wort entfernt Presse als "jaulend" verschrieen, halten den Motor im optimalen Betriebsbereich, unabhängig von der aktuellen Geschwindigkeit. In Verbindung mit dem thermischen Wirkungsgrad eines modernen Atkinson-Zyklus-Motors, sowie dem Akku-Pufferspeicher eines Hybridfahrzeuges ergeben sich die hohen Treibstoffeinsparungen. Im Gegensatz zu Downsizing-Dreckschleudern werden hierbei auch keine hohen NOx-Werte, sowie keinerlei Feinstaubpartikel produziert.

Noch anzumerken ist, dass Herr Lüning bei 10:10 von elektrischen Ventilen spricht, die seiner Meinung nichtmehr kommen werden. Das mag für Wolfsburg und Co. zutreffen, bei Toyota ist dieses Feature mittels VVT-iE und bei Honda mittels E-VTC bereits vorhanden.

Bitte anschauen und weitersagen 🙂

[Druckluftschrauber48055]

@Kamui 77

Dank für Link.

Ernüchternd.
- Segeln mit einem 200 PS-Auto ist umweltschädlich.
- Ruheverbrauch von 1 Liter Sprit/h heißt ca 10 kWh Verbrauch, ohne, dass nur 1 km gefahren wird, nur damit der Motor läuft
- Die Angabe "BIS" 35/45 % Wirkungsgrad ist niemalsnie zu erreichen.
- 😁Wirkungsgrad beim Whiskey immer 43 %

MfG RKM

[Spiralschlauch42181]

Der zuvor von mir gepostete Link zu den Schaeffler-LUK CVT-Systemen war von 2010. Anhand weiterer Veröffentlichungen kann man sich einen guten Überblick auf den technishen Stand und den Fortlauf der technischen Entwicklungen holen.

In den 1950ern kam das CVT beim niederländischen Autobauer DAF (Van Doorne's Automobiel Fabriek) mit der Variomatic auf.

1972 wurden die Patente dann in eine eigene Firma VDT (Van Doorne Transmissie B.V.) ausgegliedert, als DAF von Volvo übernommen wurde.

1985 liefert man für andere Fahrzeughersteller zu (z.B. Subaru, Fiat, Ford)

1995 wurde VDT von der Robert Bosch GmbH übernommen. -> Historie auf der Bosch Webseite

2002 gründen Bosch und Aisin ein Joint Venture, genannt CVTEC -> Pressemeldung

2003 -> Übersicht der Produktions und Zulieferverhältnisse

2005 -> Bosch CVT Technik Präsentation auf der CTI 2005

2006 wird VDT in die Bosch Sparte "Gasoline Systems integriert"

2007 verkauft Bosch alle seine Anteile an CVTEC an Aisin. -> Bosch CVT Technik Präsentation 2007

2009 wird VDT in Bosch Transmission Technology B.V. umfirmiert

2010 werden Schubgliederbänder für CVTs auch von Firmen wir Schaeffler zugeliefert -> Schaeffler CVT Technik Präsentation

2012 fertigt Aisin AW seine Schubgliederbänder selbst bei CVTEC Fabriken in Japan -> CVTEC Webseite

2014 -> Zusammenfassung der Getriebetechniken auf der CTI 2014, Schaeffler CVT Präsentation auf dem Aachener Kolloquium

Man sieht also, dass CVT Getriebe eine bedeutende Effizienzsteigerung erfahren haben und vor allem japanische Hersteller in einem Innovationswettstreit liegen.

In jüngerer Zeit wird bei einer anderen Technologie - trockenen Doppelkupplungsgetrieben - dagegen immer klarer, dass diese in eine Sackgasse führen. Bei jedem Hersteller der zu diesem Getriebe gegriffen hat gibt es Probleme und ist die Kacke zum Teil richtig am dampfen (VW: weltweite DSG Rückrufe, Ford: Powershift Rückrufe in Nordamerika, Asien und Australien, Honda: 5 i-DCD Rückrufe innerhalb eines Jahres, Hyundai/Kia Probleme beim DCT im Veloster, Fiat/Chrysler Rückrufe von DCTs bei Fiat und Jeep in Nordamerika). Die anfängliche Euphorie ist inzwischen der Ernüchterung gewichen, und abgesehen von Europa - wo man aus irgendeinem Grund noch immer Schaltgetriebe ganz toll findet - steigen die Hersteller wieder auf Wandlerautomaten und andere Alternativen um. Gewisse Parallelen zum einstmals hoch gelobten Dieselantrieb aus Europa sind nicht zu übersehen.
Artikel: Dual-clutch transmissions: dry clutch on the way out?
Artikel: Once-promising dual-clutch transmissions lose favor in U.S.

[Rostlöser265]

Es gab auch schon genug Probleme mit CVT Getrieben aber mit der Zeit wurden sie immer ausgereifter. Beim DKG wird das ähnlich verlaufen und es wird auch bei immer mehr Herstellern eingesetzt.

[Spiralschlauch42181]

Es gab zwar auch Probleme bei CVT Getrieben, aber bei weitem nicht so wie mit Doppelkupplungsgetrieben. Im Falle Audi Mulittronic z.B. war nicht das Laschenkettengetriebe schuld, sondern die Auslegung von Audi mit einer Anfahrkupplung (Artikel zum Problem Arbeitsweise der Multitronic). Alle anderen Autohersteller nutzen in ihren CVT-Getrieben inzwischen schon seit längerer Zeit Drehmomentwandler.

Doppelkupplungsgetriebe waren eigentlich eine Entwicklung für Sportwagen - PDK. 2003 kam VW dann mit dem DQ250 ein nasses Doppelkupplungsgetriebe (Borg-Warner) auf den Markt, 2008 folgte dann das DQ200 trockene Doppelkupplungsgetriebe für höheren Wirkungsgrad (kein Verlust durch den Ölsumpf). Allerdings kamen dann auch die Probleme: schnelle Schaltzeiten + Getriebe-ECU welche aus 7 Übersetzungen den richtigen Gang heraussuchen soll + trockene Kupplung ergeben in Summe hohe Reibung und Abnutzungserscheinungen. Irgendwo hat ein System immer auch eine Schwäche.

Der Trend weg vom trockenen Doppelkupplungsgetriebe hin zum nassen DKG war Anfang 2014 schon absehbar -> Future Powertrain Conference 2014. Allerdings haben sich seitdem nochmals weitere Entwicklungen ergeben:
Volkswagen Jetta TSI drops DSG for 6-spd auto in US
VW Drops Plans For 10-Speed DSG Dual-Clutch Transmission
AUSTRALIA: Ford faces issues with twin clutch transmissions
Ford gets the PowerShift dual clutch transmission right, but is it too late?

Das Ende vom Lied ist, dass man mit nasser Doppelkupplung den Verschleiss und die Probleme so halbwegs in den Griff bekommt. Dafür hat man dann aber Wirkungsgradverluste im Ölsumpf, höheres Gewicht, höhere Preise und feste Übersetzungen die den Motor nicht dauerhaft im optimalen Betriebspunkt halten können. Bei einem Performance-Fahrzeug ist das egal, die kauft man nicht um Sprit oder Co2 zu sparen, sondern um Gas zu geben. Beim Wald und Wiesen Kompakten/Kleinwagen, wo jedes Jahr ein paar Gramm weniger Co2 im Masterplan drin stehen wird es kompliziert werden.

[Reifenfüller46704]

Zitat:

@eCarFan schrieb am 19. März 2016 um 12:02:27 Uhr:

(...)
Anders ist das bei den Toyota-Vollhybriden. Hier ist der Achsantrieb über ein Planetengetriebe ständig kraftschlüssig und schlupffrei mit Elektromotor, Generator und Verbrennungsmotor verbunden. Dadurch gibt es hier meiner Meinung nach nicht mehr Reibungsverluste als bei einem automatischen Schalt- bzw. Direktschaltgetriebe, hat aber alle Vorteile einer stufenlosen Übersetzung.

Ich möchte diesen Punkt nochmal unterstreichen, da hier glaube ich sehr schnell unterschiedliche Dinge in einen Topf geworfen werden könnten:

Das Hybrid-CVT von Toyota, von dem Horst Lüning in dem Video spricht, hat außer dem Namen nichts mit konventionellen dedizierten stufenlosen Getrieben zu tun! Es ist ein wenig unglücklich, dass Toyota das PSD (Power Split Device) aus ihren

Hybriden

e-CVT genannt hat, da hierdurch viele Menschen ohne tiefergehende Recherche von einem normalen CVT-Getriebe ausgehen. Fakt ist, wie auch von eCarFan sehr richtig beschrieben wurde, dass das beim PSD von garkeinem Getriebe im herkömmlichen Sinn gesprochen werden kann. Diese kleine Bauteil, welche auf geniale Weise die Leistungsverzweigung im HSD-Antrieb regelt, sitzt zwischen dem Verbrenner und den (beiden)

Elektromotoren

direkt im Motorblock. Es hat wie o.g. keinerlei Reibungsverluste o.ä. da es immer kraftschlüssig arbeitet, selbst beim Anfahren (dank E-Motor). Durch die Kombination dieser konstruktiv optimalen Kraftübertragung mit der dennoch vorhandenen Möglichkeit der variablen stufenlosen Steuerung kommt die gegenüber konventionellen Motor/Getriebekombinationen sehr hohe Effizienz (des Verbrenners) zustande.

Unterstützt wird dies zusätzlich von dem Vorteil, dass durch dieses "Getriebe" der Verbrenner in einem speziellen Taktzyklus (Atkinson-Cycle) arbeiten kann, was den Wirkungsgrad des Motor in den verschiedenen Lastzuständen deutlich erhöht.

Unterm Strich hat man auf diese Weise den Komfort eines stufenlosen Automatikgetriebes verbunden mit der Effzienz einer kraftschlüssiger Verbindung. Die Drehzahl des Verbrenners ist einfach komplett von der Geschwindigkeit entkoppelt und entspricht nur noch der geforderten Momentanleistung, welche dann jederzeit in den optimalen Punkten des Kennfeldes erbracht werden kann.

Nebenbei ist das PSD besonders im Vergleich normalen Automatikgetrieben (besonders DSG) sehr günstig im Unterhalt, da vollständig wartungsfrei und sehr simpel konstruiert.

[Peter_AT]

Zitat:

@Kamui77 schrieb am 19. März 2016 um 15:11:37 Uhr:

2009 hat Aisin für Toyota ein kleines Schubgliederband CVT bis 135Nm entwickelt, mit einem Gewicht von 60,4kg. Was wiegt ein 5-Gang Schaltgetriebe?

Wenn man jetzt Google befragt kommt so um die 40kg für ein 5 Gang Getriebe (z.b. für Golf GTI) raus....
Beim BMW E30 sollens nur 30kg sein...
Sprich deutlich leichter.

mfg
Peter

[Achsmanschette48148]

e-Clutch... hatten wir doch alles schon. Ebenso wie Autos, die "segeln" können. Interessant wird das alles, wenn Autos die Topologie beim automatischen Schalten bzw. der CVT-Justage berücksichtigen.

[Friesel]

Moin

Schattentor

Das einzig unglückliche ist, das die Menschen das Toyota Getriebe mit denen anderer Hersteller vergleicht, welche eben keinen guten Ruf haben. Auch ist das HSD kein CVT im eigentlichen Sinne, es ist ein IVT da es zu mindestens einem Ende hin ins Unendlliche Übersetzen kann, wodurch die Kupplung gespart wird.

CVT steht lediglich für direkt übersetzt durchgehend variable Übersetzung. Nirgend wird hier beschrieben das dies mit Ketten, Riemen oder Radscheiben erzeugt werden muß. Der Planetensatz im Toyota alleine hätte genau eine Übersetzung, erst durch die unterschiedlichen Motoren an den Planeten wird es zu einem (I)CVT.

In der Landwirtschaft werden diese Getriebe schon seit einiger Zeit verwendet, selbst das CVT wie im Toyota gibt es dort schon ich meine zwei Jahre länger als im Toyota, nur mit Hydraulikmotoren. Prinzip ist aber genau das gleiche.

In der Landwirtschaft ist man vom Handschalter eh seit gut 20 jahren komplett weg. Entweder Vario (CVT) oder Lastschaltung (DSG). Alles andere würde sich kein Mensch mehr kaufen. Dafür hält dies dort aber auch ein Leben lang. ;-)

Oz42

Meinst du bevor der Hügel kommt? Beim CVT kaum nötig, da es ja keine hektischen Schaltmaneuver gibt, beim Hybrid noch weniger nötig, da hier der Akku zunächst "unebenheiten" in der Last ausgleicht.

Moin
Björn

[Achsmanschette48148]

Zitat:

Oz42

Meinst du bevor der Hügel kommt? Beim CVT kaum nötig, da es ja keine hektischen Schaltmaneuver gibt, beim Hybrid noch weniger nötig, da hier der Akku zunächst "unebenheiten" in der Last ausgleicht.

Moin
Björn

Moin Björn,

brauchste mir nicht erklären. Ich hatte den Fiat Punto 188 CVT und fahre jetzt einen 16 Jahre alten Honda-Hybrid ("leider" nur Handschaltung und kein CVT) und kann daher sagen: recht haste.

Heutzutage würde ich mir keinen neuen Hybrid kaufen - die saufen zuviel. Und sie lassen Sparpotential außer acht. Mein Hybrid ist so schlau wie ein Toaster. Heutige Hybrids sind in der Lage, die Landschaft zu erkennen und könnten so z.B. mehr Elektroschub zugeben, wenn die Karre weiß, daß eh bald ein längeres Gefälle kommt, bei dem sich der stärker entladene Akku dann wieder prima volladen läßt. Und das zugehörige CVT könnte zwecks besserer Stromerzeugung die Drehzahl etwas höher als sonst halten, weil die Kiste weiß, daß bergab eh nur 70 Sachen erlaubt sind und die etwas höhere Bremswirkung in Ordnung geht, was die Enerieeffizienz angeht.

Olaf

[Reifenfüller46704]

Zitat:

@oz42 schrieb am 15. Juni 2016 um 00:49:59 Uhr:

Heutzutage würde ich mir keinen neuen Hybrid kaufen - die saufen zuviel. Und sie lassen Sparpotential außer acht. Mein Hybrid ist so schlau wie ein Toaster. Heutige Hybrids sind in der Lage, die Landschaft zu erkennen und könnten so z.B. mehr Elektroschub zugeben, wenn die Karre weiß, daß eh bald ein längeres Gefälle kommt, bei dem sich der stärker entladene Akku dann wieder prima volladen läßt. Und das zugehörige CVT könnte zwecks besserer Stromerzeugung die Drehzahl etwas höher als sonst halten, weil die Kiste weiß, daß bergab eh nur 70 Sachen erlaubt sind und die etwas höhere Bremswirkung in Ordnung geht, was die Enerieeffizienz angeht.

Olaf

Über die Meinung, dass moderne Hybride "saufen", kann man sich streiten...ich sehe das anders. Schlussendlich ist jedes Auto natürlich nur so gut wie der Fahrer. Und wenn dieser sich auf das 2.0-Antriebskonzept einlässt, stellt das das größte Sparpotenzial dar. Die Systemtechnik selbst hat sich mit jeder Generation deutlich verbessert, natürlich in den Grenzen des physikalisch möglichen.

Die Anzahl der Fälle, in denen eine solche topografische Sensibilität des Autos einen Vorteil bringen würde, halt ich für gering (von der techn. Umsetzbarkeit ganz abgesehen). Der Akku im Toyota HSD hat sowieso fast immer zusätzliche Kapazitätsreserven für die Rekuperation auf längeren Hangfahrten (Fahrer eines HSD wissen, dass die SoC-Anzeige nur äusserst selten auf 100% steht).
Was das Halten der Geschwindigkeit bergab betrifft: Das kann der Tempomat sehr gut regeln. Der versucht die Geschwindigkeit auch durch starke Rekuperation zu begrenzen, welche ansonsten nur durch Druck auf die Bremse verfügbar wäre (erkennbar in der Hybridsystemanzeige im CHG-Bereich). Erst wenn der Traktionsakku dann wirklich voll ist, wird automatisch auf "Motorbremse" umgeschaltet.

[Friesel]

Moin

oz42

Zitat:

Heutzutage würde ich mir keinen neuen Hybrid kaufen - die saufen zuviel.

Wie kommst du darauf? Beispiele?

Zitat:

Und sie lassen Sparpotential außer acht.

Dem stimme ich, bis zum P2, zu. Modernere kenne ich derzeit nicht persönlich, lese aber auch nichts besseres bei denen.

Zitat:

Heutige Hybrids sind in der Lage, die Landschaft zu erkennen und könnten so z.B. mehr Elektroschub zugeben, wenn die Karre weiß, daß eh bald ein längeres Gefälle kommt, bei dem sich der stärker entladene Akku dann wieder prima volladen läßt.

Welcher macht das? Kannst du welche nennen?

Schattentor

Zitat:

Die Anzahl der Fälle, in denen eine solche topografische Sensibilität des Autos einen Vorteil bringen würde, halt ich für gering (von der techn. Umsetzbarkeit ganz abgesehen).

Für so gering halte ich sie nicht, auch die Umsetzung ist das kleinste Problem, topographische Karten gibt es ja schon. Auch der Prius lädt recht früh seinen Akku, sprich er schaltet auf stärkeres Laden, oder den Benziner hinzu, obwohl der Akku noch lange nicht aus seinem Fenster ist, und ein Gefälle in Reichweite ist. Da sehe ich schon potenzial. Wenn man sich anschaut an welch kleinen Schrauben am Prius geschraubt wird, um Wirkung zu erzielen, und diese dann auch erzielt...

Moin
Björn

[Spiralschlauch42181]

Honda Accord Hybrid - 1.010 US Meilen (1.625 km) mit einer Tankfüllung -> LINK

Das Ergebnis spricht für sich selbst 🙂

[Achsmanschette48148]

Moin!

Zitat:

@Friesel schrieb am 15. Juni 2016 um 18:58:55 Uhr:

Moinoz42

Zitat:

Heutzutage würde ich mir keinen neuen Hybrid kaufen - die saufen zuviel.

Wie kommst du darauf? Beispiele?

Ich vergleiche einfach meinen Honda mit dem Yaris Hyprid. Der ist ein wenig größer, deutlich jünger, hat ein wenig mehr Leistung und ein wenig mehr Verbrauch.
=> http://bit.ly/1U9MmnC und http://bit.ly/23ayhvK
Meiner liegt in Sachen Verbrauch im Mittelfeld - da geht noch mehr.

Zitat:

Zitat:

Heutige Hybrids sind in der Lage, die Landschaft zu erkennen und könnten so z.B. mehr Elektroschub zugeben, wenn die Karre weiß, daß eh bald ein längeres Gefälle kommt, bei dem sich der stärker entladene Akku dann wieder prima volladen läßt.

Welcher macht das? Kannst du welche nennen?

Ich sage nur, daß sie dazu in der Lage sind, denn GPS haben aktuelle Autos ja häufig. Ob das auch jemand implementiert hat - keine Ahnung.

Olaf

[Go}][{esZorN]

Manche LKW - Hersteller haben das implementiert.

[Reifenfüller46704]

Zitat:

@Friesel schrieb am 15. Juni 2016 um 18:58:55 Uhr:

Zitat:

Die Anzahl der Fälle, in denen eine solche topografische Sensibilität des Autos einen Vorteil bringen würde, halt ich für gering (von der techn. Umsetzbarkeit ganz abgesehen).

Für so gering halte ich sie nicht, auch die Umsetzung ist das kleinste Problem, topographische Karten gibt es ja schon. Auch der Prius lädt recht früh seinen Akku, sprich er schaltet auf stärkeres Laden, oder den Benziner hinzu, obwohl der Akku noch lange nicht aus seinem Fenster ist, und ein Gefälle in Reichweite ist. Da sehe ich schon potenzial. Wenn man sich anschaut an welch kleinen Schrauben am Prius geschraubt wird, um Wirkung zu erzielen, und diese dann auch erzielt...

Moin
Björn

Du hast natürlich Recht, dass beim Prius u.a. auch an Faktoren mit geringer Wirksamkeit für die Ersparnis geschraubt wird. Aber ich denke die Kosten der Maßnahmen sind hierbei auch nicht unwichtig. Um das mit der Topografie zu implementieren müsste ja ein entsprechendes Navigationssystem zur Basisausstattung gehören und es müsste für jede Fahrtstrecke auch zwingend genutzt werden. Das wäre für den Fahrer denke ich nicht praktikabel. Die ECU müsste ja auch mit entsprechenden Algorithmen mit dem Navi verschaltet werden, was sich auch wieder nur lohnen würde wenn das Ganze Basisausstattung wäre - und das wäre sehr teuer. Hybridfahrzeuge sind ja ohnehin schon nicht für ihren günstigen Kaufpreis bekann 😉