- Startseite
- Forum
- Wissen
- Fahrzeugtechnik
- Motoren & Antriebe
- Mythos: Langsamere Beschleunigung, niedrigere Durchschnittsgeschwindigkeit reduziert den Verbrauch
Mythos: Langsamere Beschleunigung, niedrigere Durchschnittsgeschwindigkeit reduziert den Verbrauch
Wurde hier schon oft diskutiert und viele waren der Meinung, dass eine langsamere Beschleunigung und somit niedrigere Durchschnittsgeschwindigkeit zu einer Kraftstoffersparnis führen kann.
Wenn man von der Nettoarbeit der Fahrwiderstände und Beschleunigung der Massen ausgeht, dann stimmt diese Annahme, da mit sinkender Durchschnittsgeschwindigkeit weniger Arbeit bezüglich den Fahrwiderständen erbracht werden muss.
Schaut man sich nun aber den Wirkungsgrad der Motoren in Abhängigkeit der Last an, stellt man fest, dass mit sinkender Last auch der Wirkungsgrad des Motors abnimmt.
Bild 1:
TFSI
Bild 2:
TDI
Als Streckenprofil wurde eine Stadt und Überlandfahrt mit 25 km angenommen. Im Bild 3 ist die Geschwindigkeit und in Bild 4 die Beschleunigung dargestellt. Dabei repräsentiert die blaue Linie den Faktor 1 mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 40,6 km/h. Die maximale Beschleunigung betrug 2,07 m/s² und die durchschnittliche 0,69 m/s². Die gleiche Strecke wurden mit einen um den Faktor 0,5 geringeren Beschleunigung gefahren. Mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 39,5 km/h, maximale Beschleunigung von 1,73 m/s², sowie eine durchschnittlichen Beschleunigung von 0,37 m/s²
Kraftstoffverbrauch der drei Fahrzeuge:
TFSI:
Masse: 1390 kg
Leistung: 145 kW
Drehmoment: 320 Nm
Kraftstoffverbrauch
Streckenprofil mit der blauen Linie
5,38 L/ 100 km
102 Wh
Streckenprofil mit der geringen Beschleunigung und Durchschnittsgeschwindigkeit
5,53 L/ 100 km
100 Wh
Zwischenfazit
Der geleistete Nettoarbeit ist mit 100 Wh gegenüber 102 Wh um 2% gesunken, der Kraftstoffverbrauch hat aber mit 5,53 L / 100 km gegenüber 5,38 L / 100 km um 2,8% zugenommen.
----------------------------------------------------------------------
TDI:
Masse: 1420 kg
Leistung: 125 kW
Drehmoment: 350 Nm
Kraftstoffverbrauch
Streckenprofil mit der blauen Linie
4,32 L/ 100 km
104 Wh
Streckenprofil mit der geringen Beschleunigung und Durchschnittsgeschwindigkeit
4,39 L/ 100 km
102 Wh
Zwischenfazit
Der geleistete Nettoarbeit ist mit 104 Wh gegenüber 102 Wh um 2% gesunken, der Kraftstoffverbrauch hat aber mit 4,39 L / 100 km gegenüber 4,32 L / 100 km um 1,6% zugenommen.
-------------------------------------------------------------------
MPI:
Masse: 1360 kg
Leistung: 115 kW
Drehmoment: 200 Nm
Kraftstoffverbrauch
Streckenprofil mit der blauen Linie
6,4 L/ 100 km
101 Wh
Streckenprofil mit der geringen Beschleunigung und Durchschnittsgeschwindigkeit
6,58 L/ 100 km
99 Wh
Zwischenfazit
Der geleistete Nettoarbeit ist mit 99 Wh gegenüber 101 Wh um 2% gesunken, der Kraftstoffverbrauch hat aber mit 6,58 L / 100 km gegenüber 6,4 L / 100 km um 2,8% zugenommen.
-----------------------------------------------------------
---------------------------------------------------
Fazit
Reduzierte Beschleunigungen über ein längeren Zeitraum um die selbe Zielgeschwindigkeit zu erreichen um somit die Durchschnittsgeschwindigkeit zu senken, reduzieren zwar die geleistete Nettoarbeit. Führt aber Aufgrund des schlechteren Wirkungsgrad des Motors wegen geringerer Auslastung nicht zum erwünschten Ergebnis der Kraftstoffeinsparung, sondern erhöhen den Verbrauch, je nach Motor, um 1,6 - 2,8%.
Ähnliche Themen
219 Antworten
1. Nicht unbedingt
2. Auch nicht zwingend ( ok, ist kein Sauger, daher umso mehr).
:D:D
Also halten wir fest, wenn Du beschleunigen willst, dann drückst Du also nicht auf das Gaspedal, sondern schaltest nur runter (wenn möglich), sehr interessant.
Dann zeichne mal in deinen Diagramm die Drehmomentverläufe bei unterschiedlichen Drosselklappenstellungen (Diesel Laststellung) vielleicht fällt Dir ja was auf, wo von wohl maßgeblich die Beschleunigung abhängt.
Mal so als Tipp
https://www.researchgate.net/.../...le-positions-and-engine-speeds.png
Drehmoment
https://x-engineer.org/.../SI-engine-torque-curves.jpg?257cdb
Leistung
https://x-engineer.org/.../SI-engine-power-curves.jpg?257cdb
Sollte wohl klar sein wo von maßgeblich die Beschleunigung abhängt, sollte eigentlich jeder Autofahrer wegen Praxiserfahrung wissen.
Zitat:
@desinteressierter schrieb am 05. Jan. 2021 um 12:43:37 Uhr:
Das ist falsch
Das Gegenteil ist der Fall, zumal sich das sogar sehr leicht rechnerisch darstellen lässt.
Anhang:
Ich gebe dir dazu mal ein Beispiel, wenngleich wir das Spiel bezüglich Leistung und Zugkraft ja schon mal gespielt haben.
Zwei Szenarien und um es deutlich zu machen mit vergleichsweise extremen Unterschieden:
Ein Motor mit einem maximalen Drehmoment von 100 Nm von 1 - 20.000/ min wird zum Beschleunigen eines Fahrzeugs genutzt.
In beiden Fällen wird das maximale Drehmoment genutzt und mit 10 m/ s gestartet. Im ersten Durchlauf wird die Beschleunigung mit 1/ min gestartet und die Zeit bis 20 m/ s gemessen.
Im zweiten Durchlauf wird mit 10.000/ min gestartet und die Zeit bis 20 m/ s gemessen.
Mit welcher Variante wird die höhere Zugkraft und damit die höhere Beschleunigung erzielt? Wie groß fällt die relative Differenz aus?
Ein erweitertes Beispiel:
Man beschleunigt mit einem CVT mit dem gleichen Motor aus der gleichen Geschwindigkeit heraus, nur dass diesmal der eine Motor bei 1/ min bleibt und der andere Motor bei 20.000/ min.
Mit welcher Variante wird die höhere Zugkraft und damit die höhere Beschleunigung erzielt? Wie groß fällt die relative Differenz aus?
Vielleicht mal vereinfacht gefragt:
Was ist falsch an der Aussage, dass die Leistung bei konstantem Drehmoment nur durch die Drehzahl gesteuert wird und möglichst frühes Hochschalten damit zwangsläufig in weniger Leistung mündet?
Und vielleicht noch die Gegenfrage zu deinem recht absurden Beispiel:
Wieso sollte man mit 5 % Last bis 6000/ min beschleunigen? Das bedeutete im Umkehrschluss, dass man mit steigender Drehzahl die Last verringert (wenn man im gleichen Gang startet). Damit entspricht die Leistungsentfaltung zwar eher der durch die Schaltvorgänge (nur halt ohne eben jene), nur ist es damit die Beschleunigung niedriger als bei gleicher Last in beiden Fällen und von dem Szenario reden wir hier nunmal.
Und zu guter Letzt die Frage:
Was ist an einer Beschleunigung mit maximal 30 - 50 % der Nennleistung zum Schaltpunkt hin, sprich durchschnittlich vielleicht um die 33 - 38 % Nennleistung, zügig?
Ich wäre froh, wenn du es irgendwann beinmal schaffst, inhaltlich adäquat auf einen Beitrag einzugehen. So wie das bisher läuft, findet der relevante Informationsaustausch nämlich ohne deine Beiträge statt, mehr noch, er wird durch sie sogar behindert.
Danke @FWebe
Mein Durchschnittsverbrauch auf der Strecke bleibt ebenso stabiler um so weniger ich über Drehzahl gehe, und was Turbos betrifft, um so weniger Gas als bei Saugern.
Ansonsten ist ein moderner Turbo nicht von Nachteil, er sorgt im Vergleich natürlich für weniger Drehzahl.
Die kinetische Energie ist unabhaengig von der Beschleunigung. Es ist voellig egal, wie schnell man einen Koerper der Masse m auf die Geschwindigkeit v bringt, die dazu notwendige Energie (und damit Spritmenge) ist immer gleich.
Der Rest ist eine Frage des Wirkungsgrads, da reicht der Blick ins Verbrauchskennfeld.
Das ist aber alles nichts Neues.
Zitat:
@Amen schrieb am 5. Januar 2021 um 20:08:24 Uhr:
Die kinetische Energie ist unabhaengig von der Beschleunigung. Es ist voellig egal, wie schnell man einen Koerper der Masse m auf die Geschwindigkeit v bringt, die dazu notwendige Energie (und damit Spritmenge) ist immer gleich.
Der Rest ist eine Frage des Wirkungsgrads, da reicht der Blick ins Verbrauchskennfeld.
Das ist aber alles nichts Neues.
Verstehen des Weiteren Kontext hilft
Zitat:
@Diabolomk schrieb am 5. Januar 2021 um 17:27:04 Uhr:
Mein Durchschnittsverbrauch auf der Strecke bleibt ebenso stabiler um so weniger ich über Drehzahl gehe,
Wie geht man über die Drehzahl?
Mit schaltfaulem fahren oder falschem Verständnis wann niedriger Drehzahlen schaden.
Sicherlich gibt es noch andere Gründe. Kontext nicht vergessen.
Zitat:
@FWebe schrieb am 5. Januar 2021 um 16:03:27 Uhr:
Zwei Szenarien und um es deutlich zu machen mit vergleichsweise extremen Unterschieden:
Ein Motor mit einem maximalen Drehmoment von 100 Nm von 1 - 20.000/ min wird zum Beschleunigen eines Fahrzeugs genutzt.
In beiden Fällen wird das maximale Drehmoment genutzt und mit 10 m/ s gestartet. Im ersten Durchlauf wird die Beschleunigung mit 1/ min gestartet und die Zeit bis 20 m/ s gemessen.
Im zweiten Durchlauf wird mit 10.000/ min gestartet und die Zeit bis 20 m/ s gemessen.
Mit welcher Variante wird die höhere Zugkraft und damit die höhere Beschleunigung erzielt? Wie groß fällt die relative Differenz aus?
Also ich finde die Aufgabe sehr interessant, die benötigte Leistung bezüglich Beschleunigung errechnet sich vereinfacht aus:
1/2 * roh * cw * A * v³ + m * a * v
Somit macht der Motor keinen Unterschied, da die Motorleistung stets identisch ist. Der Motor mit der höheren Drehzahl hat einfach weniger Drehmoment und das ist schon alles.
Zitat:
@FWebe schrieb am 5. Januar 2021 um 16:03:27 Uhr:
Ein erweitertes Beispiel:
Man beschleunigt mit einem CVT mit dem gleichen Motor aus der gleichen Geschwindigkeit heraus, nur dass diesmal der eine Motor bei 1/ min bleibt und der andere Motor bei 20.000/ min.
Mit welcher Variante wird die höhere Zugkraft und damit die höhere Beschleunigung erzielt? Wie groß fällt die relative Differenz aus?
Die Lösung steht oben.
Zitat:
@FWebe schrieb am 5. Januar 2021 um 16:03:27 Uhr:
Vielleicht mal vereinfacht gefragt:
Was ist falsch an der Aussage, dass die Leistung bei konstantem Drehmoment nur durch die Drehzahl gesteuert wird und möglichst frühes Hochschalten damit zwangsläufig in weniger Leistung mündet?
Das Drehmoment ist nicht konstant. Was bedeuten wohl die Drehmomenthyperbel, siehe Anhang z.B. P 24 kW. Die Aussage ist ohnehin schon falsch, da dies von der Drosselklappenstellung abhängt. Wenn das Fahrzeug mit nur 25 kW inkl. Fahrwiderständen beschleunigt wird, dann sind das z.B. 10% Drosselklappenstellung, da spielt nunmal die Drehzahl keine entscheidene Rolle, da es bei höherer Drehzahl enstprechend weniger Drosselklappenstellung sind.
Zitat:
@FWebe schrieb am 5. Januar 2021 um 16:03:27 Uhr:
Und vielleicht noch die Gegenfrage zu deinem recht absurden Beispiel:
Wieso sollte man mit 5 % Last bis 6000/ min beschleunigen? Das bedeutete im Umkehrschluss, dass man mit steigender Drehzahl die Last verringert (wenn man im gleichen Gang startet). Damit entspricht die Leistungsentfaltung zwar eher der durch die Schaltvorgänge (nur halt ohne eben jene), nur ist es damit die Beschleunigung niedriger als bei gleicher Last in beiden Fällen und von dem Szenario reden wir hier nunmal.
Man beschleunigt nun mal über die Drosselklappenstellung und somit durch das Gaspedal und nicht über den Ganghebel. Wozu bedient man eingentlich das Gaspedal und was passiert da?
Typischer Kardinalfehler, man betrachtet nur die Drehmomentkurve bei 100%. Nur kann man damit nichts anfangen. Man sollte sich lieber mal die tatsächlich abgerufene Motorleistung bei einen Streckenprofil betrachten.
Zitat:
@FWebe schrieb am 5. Januar 2021 um 16:03:27 Uhr:
Und zu guter Letzt die Frage:
Was ist an einer Beschleunigung mit maximal 30 - 50 % der Nennleistung zum Schaltpunkt hin, sprich durchschnittlich vielleicht um die 33 - 38 % Nennleistung, zügig?
Was hat dies ursprünglich mit einer flaschen Behauptungen zu tun?
1. Deine falsche Behauptung trifft nur zu, wenn man die maximale Motorleistung abrufen möchte. Dann ist der Unterschied bei einem Sauger 72% -> 100%, beim einen aufgeladenen Motor etwas größer.
2. Nur ist aber nicht relevant. Keiner beschleunigt mit Vollgas, zumindest wenn man kaftstoffsparend fahren möchte.
3. Man beschleunigt über die Drosselklappenstellung und nicht über den Ganghebel. Sollte doch eigentlich jeder Autofahrer wissen. Man kann eben zügig über mehr Drosselklappenstellung beschleunigen oder langsam über weniger Drosselklappenstellung, so macht das übrigens jeder Autofahrer. Erst wenn man die maximale Beschleunigung abrufen möchte, dann wird sekundär eventuell geschaltet. Und mit weniger Drosselklappenstellung wird nun mal die Drehzahldifferenz bezüglich zu maximalen Motordrehmoment immer geringer bis nahe zu irrelevant.
Wo bleibt eigentlich nun der Widerspruch?
Man kann zügig durch mehr Gas beschleunigen oder langsamer durch weniger Gas. Ganz ohne den Ganghebel, sollte eigentlich jeder Autofahrer wissen. Im ersten Gang kann man ohne hin nicht runter schalten. Wie beschleunigt man denn da eigentlich zügig? Also der Thread wird immer amüsanter.
Zitat:
Somit macht der Motor keinen Unterschied, da die Motorleistung stets identisch ist. Der Motor mit der höheren Drehzahl hat einfach weniger Drehmoment und das ist schon alles.
Wenn von 1U/min bis 20.000U/min permanent 100Nm anliegen?
Zitat:
Ein Motor mit einem maximalen Drehmoment von 100 Nm von 1 - 20.000/ min
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 5. Januar 2021 um 21:21:45 Uhr:
Zitat:
Somit macht der Motor keinen Unterschied, da die Motorleistung stets identisch ist. Der Motor mit der höheren Drehzahl hat einfach weniger Drehmoment und das ist schon alles.
Wenn von 1U/min bis 20.000U/min permanent 100Nm anliegen?
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 5. Januar 2021 um 21:21:45 Uhr:
Zitat:
Ein Motor mit einem maximalen Drehmoment von 100 Nm von 1 - 20.000/ min
Kontext nicht verstanden?
1/2 * roh * cw * A * v³ + m * a * v
Rechne jetzt mal mit beiden Motoren das Drehmoment aus, bin gespannt.
Was soll ich da berechnen?
Das Drehmoment ist mit konstant 100Nm, über den gesamten Drehzahlbereich, angegeben.
Und ich lese da auch nichts von zwei Motoren, sondern von zwei Übersetzungen für den selben Motor.
Zitat:
In beiden Fällen wird das maximale Drehmoment genutzt und mit 10 m/ s gestartet. Im ersten Durchlauf wird die Beschleunigung mit 1/ min gestartet und die Zeit bis 20 m/ s gemessen.
Im zweiten Durchlauf wird mit 10.000/ min gestartet und die Zeit bis 20 m/ s gemessen.
Im ersten Durchlauf beträgt durchnittliche Leistungsabgabe 0,0075% der Maximalleistung. Drehzahlerhöhung von 1U/min auf 2U/min.
Im zweiten beträgt sie 75%. Drehzahlerhöhung von 10.000U/min auf 20.000U/min.
Zitat:
@Amen schrieb am 5. Januar 2021 um 20:08:24 Uhr:
Die kinetische Energie ist unabhaengig von der Beschleunigung. Es ist voellig egal, wie schnell man einen Koerper der Masse m auf die Geschwindigkeit v bringt, die dazu notwendige Energie (und damit Spritmenge) ist immer gleich.
Der Rest ist eine Frage des Wirkungsgrads, da reicht der Blick ins Verbrauchskennfeld.
Das ist aber alles nichts Neues.
Hier geht es aber um den Streckenverbrauch bestehend aus Beschleunigungen und Konstantfahrten nd dabei sind auch Fahrwiderstände zu berücksichtigen.
Deshalb sollte man den Zusammenhang aus Leistung und Wirkungsgrad beachten, sprich möglichst wenig Leistung bei möglichst hohem Wirkungsgrad nutzen. Irgendwo zwischen beiden Punkten findet man dann den niedrigsten Streckenverbrauch.