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.
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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.
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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.
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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%.
219 Antworten
Zitat:
@christian_2 schrieb am 28. Dezember 2020 um 10:42:58 Uhr:
In Bild 1 siehst Du die Ergebnisse für die Geschwindigkeit im Vergleich. Ich habe in den Bereich km 15 bis km 20 reingezoomt, weil man sonst gar nichts sieht.Bei km 16.1 sieht man z. B., dass die Beschleunigung im Anfahrvorgang nicht begrenzt ist. Das passt also nicht. Ab 25 km/h ist die Beschleunigung dann wieder begrenzt, hier passt es also.
Das hat so seine Richtigkeit, denn hier im Kreisverkehr kann die Beschleunigung nicht weiter reduziert werden. Es wurde nicht alle Beschleunigungsphasen reduziert, sehr gut zu sehen im Fahrprofil anhand der ersten drei Beschleunigungsphasen, die sind alle identisch.
Zitat:
@christian_2 schrieb am 28. Dezember 2020 um 10:42:58 Uhr:
Für mich bedeutet Beschleunigungsbegrenzung folgendes (z. B. bei einem Fahrzeug mit Automatik):
Im ersten Fall trete ich dreiviertel aufs Gaspedal und warte bis ich meine Zielgeschwindigkeit erreicht habe. Im zweiten Fall (mit Begrenzung) trete ich nur halb aufs Gaspedal und warte bis ich die Zielgeschwindigkeit erreicht habe.
Das ist aber nicht realistisch. Also in der Realität ist es so, wenn ich langsamer beschleunige, dann ist die Anrampung der Gespedadalstellung niedriger. Eine steile Anrampung würde die Dosierung sehr erschweren, denn bei einer zu steilen Anrampung ist die Gefahr einer zu schnellen Beschleunigung gegeben und dann ist die Zielgeschwindigkeit zu schnell erreicht. Wenn ich nur mir der halben Beschleunigung als Durchschnitt beschleunigen möchte, dann ist nicht nur der Maximalwert der Beschleunigung geringer, sondern auch die Zeitspanne der Beschleunigung größer und somit die Anrampung flacher.
Eine Analogie ist auch die Verzögerung. Wenn man sehr sanft verzögert, dann drückt man nicht nur weniger das Bremspedal durch, sondern vor allem auch langsamer zur besseren Dosierung, somit mit einer flachen Anrampung. Alles andere wäre ein unrealistisches "digitales" Fahrverhalten.
Zitat:
@christian_2 schrieb am 28. Dezember 2020 um 10:42:58 Uhr:
Außerdem gibt es bei einer Beschleunigungsbegrenzung auch immer Sekundäreffekte, die ich bei Dir auch nicht wirklich 'sehe'. Z. B. wird wegen einer geringeren Fahrpedalstellung/Beschleunigung bei niedrigeren Motordrehzahlen hochgeschaltet. Das machen sowohl 'normale' Fahrer, als auch Schaltautomaten (bei meinem Fahrzeug ist das definitiv so). Den Hintergrund kennst Du sicher.
Das gibt man mit der Schaltdrehzahl in der Eingabemaske vor, sowie in der händischen Gangkorrektur. Im Beispiel ist mit 1300 min^-1 die Schaltdrehzahl so niedrig, dass bei einigen Zeilen ein Bezugsfehler auftritt, weil eben für einige Abschnitte die Schaltdrehzahl zu gering ist.
Nur sollte aber die Schaltdrehzahl weit möglichst ähnlich sein, ansonsten vergleicht man Äpfel mit Birnen.
Wenn man sich mal so ein Schaltungskennfeld anschaut, dann gibt es bei geringer Motorlast kaum Differenzierungen. Wobei das Schaltungskennfeld sowie so nach dem Sollmotordrehmoment richtet, nur wenn das Solldrehmoment zu klein sein sollte, verschiebt sich der Schaltpunkt in höheren Drehzahlregionen, abgebildet über Motorlast und Geschwindigkeit.
Zitat:
Die ersparbaren Spritmengen sind in einer homöopathischen Größenordnung, sofern man nicht ganz blöd fährt.
Ich denke mal, das hängt vom Fahrprofil ab.
Ich habe auf einer Tankfüllung ca. 250 bis 300 Beschleunigungsvorgänge aus einer Ortschaft heraus. Dazu dann noch diverse Ampelstops, hier und da wird auch mal ein Fahrzeug, dem man erst mal hinterherfahren muss, überholt.
Das kann dann in der Summe schon zw. 50 und 100km mehr Reichweite pro Tankfüllung ausmachen.
Das wären dann bei mir im Schnitt zwei bis drei Tankfüllug binnen zwei Jahren weniger.
Also, so ganz homöopatisch ist das nicht. 😉
Zitat:
@christian_2 schrieb am 28. Dezember 2020 um 10:42:58 Uhr:
Jetzt noch zur Grafik mit der Punkteschar:
So ganz werde ich aus den Ergebissen nicht schlau.
Wenn ich mir die Motorleistung oder das Motormoment ansehe, dann sehe ich keine negativen Werte, weshalb ich auf induzierte Werte tippe. Trotzdem gibt es aber einen Verbrauch bei Leistung 0 W. Das kann aber natürlich nicht sein. Also, wie kommen diese Punkte da hin? Oder ist bei Dir P_Motor eigentlich P vor Kupplung? Aber warum ist dann M_Motor nie negativ? Beim Verzögern wird der Motor geschleppt und wenn es effektive Werte wären, dann müssten diese negativ sein.was mir noch gerade auffällt:
Du hast auch beim Verzögern (also im Schubbetrieb) einen Kraftstoffverbrauch. Bei km 18 z. B.
Hier ist die Verzögerung fast 2 m/s², weshalb es zur Schubabschaltung kommen müsste.
Warum liegt der Verbrauch aber bei etwa 0.16 g/s?
Weil eben der Schubbetrieb nicht funktioniert, werde ich mal nachbessern. Die Leistung P ist die effektive Nutzleistung des Motors. Nicht berücksichtigt sind von der Prüfstandsmessung die interne Leistung bei Leerlaufdrehzahl. Aus diesem Grund hat der Motor stets (ohne Schubbetrieb) einen Kraftstoffverbrauch obwohl keine Nutzleistung abgegeben wurde. Negative Werte wurden auf 0 gesetzt.
Zitat:
@christian_2 schrieb am 28. Dezember 2020 um 10:42:58 Uhr:
Das bedeutet im Umkehrschluss, dass man sagen kann: wenn die ind. Motorleistung verdoppelt wird, verdoppelt sich auch der Verbrauch, weil sich der induzierte Wirkungsgrad kaum ändert (nur bei extremen Bedingungen, wie z. B. im Leerlauf, weil es hier schon mal z. B. zu einer unvollständigen Verbrennung kommen kann).
Das kann man so sagen, nur hat das aber nichts mit einen Fahrprofil zu tun. Denn wenn ich langsamer über einen langen Zeitraum beschleunige dann ist die Nettoarbeit die gleiche, wie wenn ich stärker über einen kurzen Zeitraum beschleunige. So hat bei einem idealen Motor ohne Verluste die Beschleunigung als Zeitverlauf keinerlei Relevanz. Entscheidend ist nur das Geschwindigkeitspotenzial auf dessen beschleunigt wird. Eine Analogie zu potentiellen Lagenergie (Höhendifferenz)
Zitat:
@christian_2 schrieb am 28. Dezember 2020 um 10:42:58 Uhr:
Jedenfalls bedeutet der lineare Zusammenhang: wenn ich eine Strecke mit geringerer Leistung abfahre (geringere mittlere Geschwindigkeit -> geringerer Luftwiderstand, etc.), dann muss sich fast zwangsläufig der Verbrauch reduzieren, es sein denn, die Verluste im Antriebstrang habe ich durch einen 'dämlichen' Betrieb größer gemacht, als bei der Vergleichsfahrt ohne Begrenzung (eventuell oder wahrscheinlich ist das bei Dir passiert).
Genau das ist ja der Fall, durch die langsamere Beschleunigung ist die Durchschnittsgeschwindigkeit und somit auch die Nettoarbeit von 100 zu 102 Wh/km geringer. Nur der Verbrauch ist aber trotzdem höher, da eben der Wirkungsgrad des Antriebsstranges und somit der Gesamtwirkungsgrad mit fallender Beschleunigung abnimmt. Auch ist die Gesamtfahrzeit mit der langsameren Beschleunigung höher. Und hier sieht man den eigentlichen Grund des Mehrverbrauches.
Zitat:
Das bedeutet im Umkehrschluss, dass man sagen kann: wenn die ind. Motorleistung verdoppelt wird, verdoppelt sich auch der Verbrauch,
Nee, ist ebend nicht so.
Durch den Höheren Wirkungsgrad, mit seteigender Leistung, steigt der Verbrauch langsamer an. Er wird zwar größer, aber nicht analog zur Leistungsteigerung.
Ähnliche Themen
Zitat:
Genau das ist ja der Fall, durch die langsamere Beschleunigung ist die Durchschnittsgeschwindigkeit und somit auch die Nettoarbeit von 100 zu 102 Wh/km geringer. Nur der Verbrauch ist aber trotzdem höher,
Das ist ebend nicht so.
Ich habe doch schon in einem Beispiel dargestellt, wenn der Durchschnittsverbrauch wärend der Beschleunigung gleich/geringer als jener ist, der wärend der konstanten Zielgeschw. anliegt, dann kannst du nicht mit stärkerer Beschleunigen sparsamer sein.
So der Fehler bezüglich Schubbetrieb wurde behoben. Als Anmerkung, der Schubbetrieb ist nur wirksam wenn das netto Schubdrehmoment größer dem Reibmoment des Motors ist.
inv1
https://www.dropbox.com/.../iv1.xlsx?...
langsamere Beschleunigung
https://www.dropbox.com/.../iv2.xlsx?...
Der Sachverhalt hat sich nicht geändert. Die Nettoarbeit ist mit der langsameren Beschleunigung von 102 Wh/km auf 100 Wh/km gesunken. Da eben die Nettoarbeit nur von der Durchschnittsgeschwindigkeit abhängig ist. Der Wirkungsgrad ist aber ebenfalls gesunken, von 0,24 auf 0,23. Darum hat sich der Verbrauch nicht reduziert, sondern ist von 4,98 auf 5,03 Liter gestiegen. Und da sehe ich auch physikalisch überhaupt keinen Widerspruch.
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 28. Dezember 2020 um 14:51:16 Uhr:
Das kann dann in der Summe schon zw. 50 und 100km mehr Reichweite pro Tankfüllung ausmachen.
Ich hab ernste Zweifel daran dass der Gesamtverbrauch um 10% ansteigt wenn man etwas kräftiger beschleunigt.
Kommt halt drauf an, wie lang die Strecke ist.
Im Ernst: Ich hoffe, dass ihr Physik studiert (habt) und bei Autobauern arbeiten wollt.
Ich fände es in zu wissen wie sehr Regen eine Rolle spielt.
Zitat:
@Rasanty schrieb am 28. Dezember 2020 um 21:53:37 Uhr:
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 28. Dezember 2020 um 14:51:16 Uhr:
Das kann dann in der Summe schon zw. 50 und 100km mehr Reichweite pro Tankfüllung ausmachen.
Ich hab ernste Zweifel daran dass der Gesamtverbrauch um 10% ansteigt wenn man etwas kräftiger beschleunigt.
Er hat beschrieben unter was dein „etwas“ zu verstehen ist.
Zitat:
@TaifunMch schrieb am 28. Dezember 2020 um 21:57:35 Uhr:
Kommt halt drauf an, wie lang die Strecke ist.Im Ernst: Ich hoffe, dass ihr Physik studiert (habt) und bei Autobauern arbeiten wollt.
Ich fände es in zu wissen wie sehr Regen eine Rolle spielt.
In meinem Alltag sorgt Regen für schnell 0,5l Mehrverbrauch.
Zitat:
@Rasanty schrieb am 28. Dezember 2020 um 21:53:37 Uhr:
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 28. Dezember 2020 um 14:51:16 Uhr:
Das kann dann in der Summe schon zw. 50 und 100km mehr Reichweite pro Tankfüllung ausmachen.
Ich hab ernste Zweifel daran dass der Gesamtverbrauch um 10% ansteigt wenn man etwas kräftiger beschleunigt.
Ich habe keine Zweifel, das kann man auch bei Spritmonitor sehen, wie viel Einfluss hat Fahrer auf Verbrauch, man kann mit doppelt höheren Verbrauch fahren.
https://www.spritmonitor.de/.../452-Golf.html?...Auf meine 7,7km lange Strecke zu Arbeit durch die Stadt kann ich mit 3,7 oder mit 7,4L/100km fahren, bei gleichen Zeit. Spritmonitorwerten bei meinen Auto und anderen Beitzer https://www.spritmonitor.de/.../1046-i30.html?...
Gruß. I.
Zitat:
@Rasanty schrieb am 28. Dezember 2020 um 21:53:37 Uhr:
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 28. Dezember 2020 um 14:51:16 Uhr:
Das kann dann in der Summe schon zw. 50 und 100km mehr Reichweite pro Tankfüllung ausmachen.
Ich hab ernste Zweifel daran dass der Gesamtverbrauch um 10% ansteigt wenn man etwas kräftiger beschleunigt.
Man sollte dabei auch beachten, das die langsamere Beschleunigung in der Praxis auch eine indirekte Einsparung bewirkt.
Durch die langsamere Beschleunigung schafft man es auch öfters gar nicht bis auf die eigentlich gewohnte Zielgeschw., weil schlichtweg die Strecke, bis man wieder langsamer werden muss, dafür nicht ausreicht.
Wer langsamer Beschleunigt, fährt auch öfters mal einem langsameren Fahrzeug hinterher, weil er halt knappe Überholsituationen nicht nutzt. Sprich, er beschleunigt imsgesamt nicht so oft, wie jene, die das Gaspedal gerne etwas weiter durchdrücken.
Und wie geschrieben, es hängt auch vom Fahrprofil ab, wie oft man im Schnitt beschleunigt.
Ich beschleunige auf eine Geschwindigkeit und setze den Tempomat. Welche Geschwindigkeit hängt von der Länge der Strecke bis zum nächsten Bremsmanöver ab. In den Spritverbraucht geht aber auch rein, wann man mit dem Ausrollen beginnt und wie weit man es schafft die nächste Ampel zu beobachten bwz. versteht, wann die wohl grün sein wird. Da darf man dann sogar mal auf 60km/h beschleunigen und grün noch mitnehmen, anstatt abzubremsen und wieder bis 50km/h beschleunigen zu müssen.
P.S. Es gibt auch Strecken die auf 60 limitiert sind.
Achja: Mit einem sehr langsamen Beschleunigungsmanöver wird man regelmäßig keine grüne Welle erreichen.
Wie ist das im Anghängerbetrieb, sollte man da auch das Gas weit reintreten um zu beschleunigen?