Spritverbrauch beim Beschleunigen
Hallo,
triviale Frage:
Zwei gleiche Autos beschleunigen auf 100km/h, eines langsam, eines schnell. Ist der Verbrauch identisch um auf die gleiche Endgeschwindigkeit zu kommen?
Meine banale Theorie- bei schnellem Beschleunigen ist der Momentanverbrauch hoch, dafür aber wesentlich kürzer als beim langsamen Beschleunigen auf einem wesentlich längerem Zeitraum (Energieerhaltungsgesetz).
Bitte um greif- /nachweisbare Antworten und nicht um persönliche Empfindungen oder irgendwelchem nichtssagendem Blabla (davon gibts genug).
Danke schon mal!!!
Grüße, Mario
Beste Antwort im Thema
Effizienz ist nicht gleich Sparsamkeit, sondern sagt nur etwas über das Verhältnis von zugeführter Krafztstoffmenge und verwertbarer Energieausmenge aus. Das nennt man spezifischen Verbrauch.
66 Antworten
Zitat:
bei Tacho 40 den 5. Gang einlegen...
Sind dann gut 1.200 U/min,
Da hast du aber ne extrem kurze Übersetzung. Das wären bei 60 schon 1800U/min im 5.Gang und satte 3000U/min bei Tempo 100.
Zitat:
Man müsste sich nur einmal ein Verbrauchskennfeld/Muscheldiagramm
Berücksichtigen die auch unterschiedliche Gaspedalstellungen bei identischen Drehzahlen?
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 26. März 2016 um 20:55:14 Uhr:
Zitat:
Man müsste sich nur einmal ein Verbrauchskennfeld/Muscheldiagramm
Berücksichtigen die auch unterschiedliche Gaspedalstellungen bei identischen Drehzahlen?
Ja.
Zitat:
Wirklichen Mehrverbrauch hat man vor allem dann, wenn man bei geringster Last rollt (z. B. im Stadtverkehr). Da reden wir dann im 2. Gang von vielleicht 10 % Motorlast (eher weniger) und da geht der spezifische Verbrauch extrem in die Höhe.
Greift da nicht die Schubabschaltung ein?
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Zitat:
@Diedicke1300 schrieb am 26. März 2016 um 18:00:08 Uhr:
Zitat:
@martins42 schrieb am 26. März 2016 um 12:42:57 Uhr:
Die Frage des TE Mario ging doch gar nicht um den spezifischen Verbrauch des Motors an bestimmten Last und Schaltpunkten. Sondern die Frage war, ob der Energieerhaltungssatz gilt.
Und die simple Antwort ist JA.Nein, ich denke da bist Du auf dem falschen Dampfer, ohne konkrete festgelegte Parameter wird immer ein Unterschied im Spritverbrauch sein wie man auf die Geschwindigkeit X beschleunigt.
Man kann nicht sagen, egal wie ich auf Geschwindigkeit X beschleunige, der Verbrauch wird immer gleiche Werte anzeigen. Das wäre zu einfach.
Nein, kein falscher Dampfer. Mario stellt die völlig theoretische Frage nach dem Verbrauch für das Beschleunigungsmanöver. Wieviel Sprit brauche ich, um z.B. von 50 auf 100 km/h zu beschleunigen?
Nicht Verbrauch pro Strecke, nicht Momentanverbrauch, einfach nur die absolute Spritmenge.
Man nehme für diese theoretische Frage einen theoretischen Motor der in jedem Lastzustand bei jeder Drehzahl dieselbe Menge an Sprit für eine abgerufen Leistung*Zeit (Antriebsenergie) braucht. Also idealisiertes, eingeebnetes Muscheldiagram.
Dann ist die Art der Beschleunigung für den Totalverbrauch irrelevant. Es kommt nur der erhöhte Verbrauch für die mit der Geschwindigkeit schneller steigenden Fahrwiderstände zu tragen.
Zitat:
@bobbysix schrieb am 27. März 2016 um 00:04:46 Uhr:
Zitat:
Wirklichen Mehrverbrauch hat man vor allem dann, wenn man bei geringster Last rollt (z. B. im Stadtverkehr). Da reden wir dann im 2. Gang von vielleicht 10 % Motorlast (eher weniger) und da geht der spezifische Verbrauch extrem in die Höhe.
Greift da nicht die Schubabschaltung ein?
Nee, die greift erst, wenn du das Gas komplett zurück nimmst. Dann wird der Verbrauch, wärend der Motor abtourt auf NULL gesetzt. Erst bei 1000 bis 1200U/min wird dann wieder der Verbrauch fürs Standgas eingeregelt, vorausgesezt, das Gaspedal bleibt in Nullstellung.
Zitat:
@martins42 schrieb am 27. März 2016 um 00:41:57 Uhr:
Zitat:
@Diedicke1300 schrieb am 26. März 2016 um 18:00:08 Uhr:
Nein, ich denke da bist Du auf dem falschen Dampfer, ohne konkrete festgelegte Parameter wird immer ein Unterschied im Spritverbrauch sein wie man auf die Geschwindigkeit X beschleunigt.
Man kann nicht sagen, egal wie ich auf Geschwindigkeit X beschleunige, der Verbrauch wird immer gleiche Werte anzeigen. Das wäre zu einfach.
Nein, kein falscher Dampfer. Mario stellt die völlig theoretische Frage nach dem Verbrauch für das Beschleunigungsmanöver. Wieviel Sprit brauche ich, um z.B. von 50 auf 100 km/h zu beschleunigen?
Und diese Frage ist genauso "sinnlos" wie z.B. die Frage: "Wann geht die Sonne auf ?". Ohne eine Ortsangabe und ein Datum kann man die Frage nicht beantworten.
Frohe Ostern !
Zitat:
Man nehme für diese theoretische Frage einen theoretischen Motor der in jedem Lastzustand bei jeder Drehzahl dieselbe Menge an Sprit für eine abgerufen Leistung*Zeit (Antriebsenergie) braucht. Also idealisiertes, eingeebnetes Muscheldiagram.
Ich habe mir mal ein Muscheldiagramm genauer angesehen und nehme mal an, das diese dünnen schwarzen Linien mit den Kennzahlen des spez. Verbrauchs die unterschiedlichen Gaspedalstellungen sein sollen.
Meiner Meinung nach kann man daraus aber nicht wirklich ableiten, wieviel Kraftstoff bei welcher Drehzahl mit welcher Gasspedalstellung verbraucht wird. Was nämlich fehlt, ist die tatsächliche Leistung, die dem Motor, entsprechend dem Verhältnis von Gaspedalstellung und Drehzahl abverlangt wird.
Wenn der Motor zum Beispiel bei 3000U/min max 40Ps leisten kann und bei 2000U/min max. 25PS, dann reicht es nicht aus, das man aus diesem Muscheldiagramm diagnostiziert, das beim Rollen lassen des Autos in einem niedrigen Gang mit ca 3000U/min ein höherer Verbrauch anliegt, als wenn mit einem größeren Gang bei gleicher Geschwindigkeit und nur 2000U/min Vollgas gegeben wird.
Der Autor leitet dies ja aus den Spezifischen Verbräuchen im Verhältnis zur Gaspedalstellung ab. Nur diese sind aber immer auf das max. Leistungspotiential der jeweiligen Drezahl gemünzt.
Wenn ich bei 3000U/min im 3.Gang dem Motor beim Rollen lassen nur 15PS abverlange (weil er mehr dafür nicht braucht), dann kann auch der deutlich höhere spezische Verbrauch immer noch sparsamer sein, als wenn ich bei gleichem Tempo und höherem Gang aus dem Motor bei 2000U/min und Vollgas seine (für diese Dtehzahl) max erreichbaren 25PS rauskitzel.
Wenn ,dann sollte man mal ein Diagramm erstellen, das zum Spezifischen Verbrauch auch mal die tatsächlich anliegende Leistung in Abhängigkeit der Gaspedalstellung dokumentiert.
Am besten wäre eigentlich ein Diagramm. das sehr präzise den Momentanverbrauch (L/h) in Abhängigkeit von Gaspedalstellung und Drehzahl aufweist.
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 27. März 2016 um 08:23:16 Uhr:
Zitat:
Man nehme für diese theoretische Frage einen theoretischen Motor der in jedem Lastzustand bei jeder Drehzahl dieselbe Menge an Sprit für eine abgerufen Leistung*Zeit (Antriebsenergie) braucht. Also idealisiertes, eingeebnetes Muscheldiagram.
Ich habe mir mal ein
Vollzitat hab ich mal eingekürzt
Wenn ,dann sollte man mal ein Diagramm erstellen, das zum Spezifischen Verbrauch auch mal die tatsächlich anliegende Leistung in Abhängigkeit der Gaspedalstellung dokumentiert.
Am besten wäre eigentlich ein Diagramm. das sehr präzise den Momentanverbrauch (L/h) in Abhängigkeit von Gaspedalstellung und Drehzahl aufweist.
Hallo Rainer, kurz was zum Muscheldiagramm:
Die schwarzen Linien in dem Diagramm sind Linien des gleichen spezifischen Kraftstoffverbrauchs. Ähnlich wie Höhenlinien auf einer Landkarte.
Die Gaspedalstellung wiederum entspricht in etwa der spezifischen Arbeit. Das heißt, Volllast ist immer oben an der obersten Flanke des Diagrammes (die obere Linie entspricht also dem Drehmomentverlauf).
Deine Deutung des Diagrammes ist aber schon auf dem richtigen Weg. Was das Diagramm nämlich nicht berücksichtigt, sind höhere Reibungsverluste infolge höherer Drehzahlen, weswegen es u.U. schon sinnvoller sein kann, vor dem dunkelgrünen Bereich des Muscheldiagramms zu schalten.
Die Hauptaussage bleibt allerdings, dass (v.a. Benzin-)Motoren im Teillastbetrieb in allen Drehzahlbereichen sehr ineffizient sind. Die Unterschiede zum optimalen Betriebspunkt liegen da bei 1:25 (240 g/kWh <-> 600+ g/kWh).
Da sind die Unterschiede zwischen typischen Weiter-Schalt-Drehzahlen von z.B. 2000 und 3000 (d.h., ein Fahrer schaltet immer bei 2000, der andere dreht bis 3000, gleiche Gaspedalstellung), fast egal:
80% Last, 2000rpm: ~ 250 g/kWh
80% Last, 3000rpm: ~ 240 g/kWh
Wichtig ist also vorallem, das mit möglichst viel Gas (aber vor der Volllastanfettung) beschleunigt wird, und nicht weiter als ~4500 rpm ausgedreht wird.
Dein letzter Vorschlag mit einem solchen Diagramm wäre zwar sehr schön, aber ist eigentlich (bis auf die Einheiten) schon aus dem Muscheldiagramm ersichtlich.
Zitat:
@Rainer_EHST schrieb am 27. März 2016 um 08:23:16 Uhr:
Zitat:
Man nehme für diese theoretische Frage einen theoretischen Motor der in jedem Lastzustand bei jeder Drehzahl dieselbe Menge an Sprit für eine abgerufen Leistung*Zeit (Antriebsenergie) braucht. Also idealisiertes, eingeebnetes Muscheldiagram.
Ich habe mir mal ein Muscheldiagramm genauer angesehen und nehme mal an, das diese dünnen schwarzen Linien mit den Kennzahlen des spez. Verbrauchs die unterschiedlichen Gaspedalstellungen sein sollen.
Meiner Meinung nach kann man daraus aber nicht wirklich ableiten, wieviel Kraftstoff bei welcher Drehzahl mit welcher Gasspedalstellung verbraucht wird. Was nämlich fehlt, ist die tatsächliche Leistung, die dem Motor, entsprechend dem Verhältnis von Gaspedalstellung und Drehzahl abverlangt wird.
Wenn der Motor zum Beispiel bei 3000U/min max 40Ps leisten kann und bei 2000U/min max. 25PS, dann reicht es nicht aus, das man aus diesem Muscheldiagramm diagnostiziert, das beim Rollen lassen des Autos in einem niedrigen Gang mit ca 3000U/min ein höherer Verbrauch anliegt, als wenn mit einem größeren Gang bei gleicher Geschwindigkeit und nur 2000U/min Vollgas gegeben wird.
Der Autor leitet dies ja aus den Spezifischen Verbräuchen im Verhältnis zur Gaspedalstellung ab. Nur diese sind aber immer auf das max. Leistungspotiential der jeweiligen Drezahl gemünzt.Wenn ich bei 3000U/min im 3.Gang dem Motor beim Rollen lassen nur 15PS abverlange (weil er mehr dafür nicht braucht), dann kann auch der deutlich höhere spezische Verbrauch immer noch sparsamer sein, als wenn ich bei gleichem Tempo und höherem Gang aus dem Motor bei 2000U/min und Vollgas seine (für diese Dtehzahl) max erreichbaren 25PS rauskitzel.
Wenn ,dann sollte man mal ein Diagramm erstellen, das zum Spezifischen Verbrauch auch mal die tatsächlich anliegende Leistung in Abhängigkeit der Gaspedalstellung dokumentiert.
Am besten wäre eigentlich ein Diagramm. das sehr präzise den Momentanverbrauch (L/h) in Abhängigkeit von Gaspedalstellung und Drehzahl aufweist.
Hallo Rainer (und der Rest vom Schützenfest).
Um hier weiter zu kommen muss doch nun endlich mal ein Motor festgelegt werden für welchen die Diskussion gelten soll (Benzin, Diesel, Zylinderanzahl, Hubraum, Leistung, Einspritzsystem usw). Ideal wäre nun noch ein KFZ welches die 0 - 100km/h im gleichen Gang schafft. Zudem sollten wir uns vom Energierhaltungssatz verabschieden da dieser die Zeit mit berücksichtigt. Oder es wird festgelegt, dass die langsamere Beschleunigung eben doppelt so lange benötigt wie die schnelle. Bleibt die Betrachtung idealisiert wird es keinen Unterschied geben. Knackpunkt ist der Wirkungsgrad des Motors bei entsprechender Drehzahl und Last. Die Geschichte mit dem Luftwiderstand beschäftigt mich noch etwas da ja das langsamer beschleunigende Auto "länger" im Wind hängt. Während der schneller Beschleunigende schon am Stammtisch sitzt sucht der Langsamere (in der Beschleunigung) immer noch einen Parkplatz. Mit dem Auto selbst kann sich keiner der beiden abheben da diese identisch sein müssen.
Wie bereits erwähnt versucht auch ein Tempomat die eingestellte Geschwindigkeit zügig zu erreichen, in der Fahrschule wird ebenfalls gepredigt die Beschleunigung zügig hinter sich zu bringen. Seitdem ich dies beherzige benötige ich weniger Sprit, muss mir jedoch alle 100km 4 neue Reifen kaufen da Allradantrieb 🙂😁
Ich schweife ab: "Fahre ich mit meinem Polo mit 60 PS so ist der Volllastanteil relativ hoch. Um 140km/h zu fahren dreht der Motor bereits 4000 1/min. Nehme ich den Carrera mit der 6fachen Leistung so fahre ich 140km/h mit 3000 1/min und Volllast ist nie nötig (aber möglich😁). Der Polo wiegt 1,2T, der Porsche 1,5T. Der ca. Verbrauch ist 8L zu 10L. Der Porsche hat den Nachteil 6 Zylinder drehen zu müssen und ständig im begrenzten, durch die Drosselklappe reduzierten Zustand betrieben zu werden (naja nicht immer). Der Vorteil liegt in der "optimalen" Brennraumgröße von 0,5L pro Zylinder. Bin kein Thermophysiker meine dies aber schon mal gelesen zu haben."
Noch ein Beispiel für idealisiertes Rechnen: " Wir meinen, das für schnelles Beschleunigen auch breite Reifen nötig sind. Die Formel hierfür lautet: Fr = Fn x u. Im Wortlaut: Rollreibungskraft (nach vorne) = Normalkraft (Gewicht des Fzg) multipliziert mit der Rollreibungszahl "müh).
Die Fläche kürzt sich in dieser Formel heraus und trotzdem werden wir keinen Formel1 Renner auf Fahrradreifen antreffen.
Gruß
und schönes (Oster)Wochenende.
Wat für ein Blödsinn. Wer einen Turbo in den roten Bereich dreht kann das Thema Effizienz gleich mal sein lassen. Ist also schon mal Blödsinn. Wer sich 5 Minuten Zeit lässt um auf Tempo 100 zu kommen, ist ebenso ineffizient. Also liegt die Wahrheit in der Mitte und ihr könnt diesen Thread schliessen. Es gibt schlichtweg keine Antwort.
Zitat:
@wpp07 schrieb am 27. März 2016 um 10:45:26 Uhr:
...
Die Geschichte mit dem Luftwiderstand beschäftigt mich noch etwas da ja das langsamer beschleunigende Auto "länger" im Wind hängt. Während der schneller Beschleunigende schon am Stammtisch sitzt sucht der Langsamere (in der Beschleunigung) immer noch einen Parkplatz.
...
Man muss eben unterscheiden:
Beschleunigt man mit 3/4 Gas im jeweils höchsten "fahrbaren" Gang auf 100 km/h (Schaltpunkt immer so gewählt, dass die Anschlussdrehzahl im nächsten Gang bei 1.200 U/min liegt, dafür der spezifische Verbrauch um 5 bis 10 % höher, da nicht im Bestpunkt), dauert dies länger und auch die Wegstrecke ist länger. Man erreicht dann vielleicht nach 500 m die 100 km/h (mit einem Kleinstwagen). Die 500 m hat man unter der Prämisse, die 100 km/h zu erreichen, am sparsamsten zurückgelegt.
Beschleunigt man mit 3/4 Gas bei höheren Drehzahlen ist der spezifische Verbrauch womöglich noch etwas geringer (Bestpunkt bei 2.500 U/min, man schaltet also erst bei 3.000 U/min und die Anschlussdrehzahl liegt vielleicht bei 2.000 U/min) und man ist auch schon nach 250 m auf 100 km/h. Der Verbrauch, um auf 100 km/h zu kommen, ist geringer, man muss aber nun auch noch 250 m fahren, um ebenso wie im ersten Fall 500 m zurückgelegt zu haben. Auf den verbleibenden 250 m ist der Fahrwiderstand deutlich höher (Luftwiderstand steigt quadratisch), der Momentanverbrauch ist allerdings niedriger.
Ich persönlich bevorzuge eine vorgegebene Wegstrecke möglichst sparsam zurückzulegen. Wenn ich dabei zwar langsam, aber zielgerichtet meine Reisegeschwindigkeit erreiche, ist das in Ordnung.
Es geht also weniger um den Momentanverbrauch oder die anliegende Leistung, alles Werte, die nicht wirklich sinnvoll sind, es geht um die Fahrwiderstände und die Strecke (Kraft * Weg = Energie). Über den Momentanverbrauch und die Leistung holt man sich die Zeit in die Gleichung, was das ganze extrem "verkompliziert".
Das Muscheldiagramm als solches ist eigentlich vernachlässigbar:
http://www.jh-cad-architekt.de/Auto.html
Man erkennt, dass 3/4 Gas bei jeder Drehzahl nahe am Optimum liegt. Wer schneller beschleunigt, fährt eher schnell, hat eher höhere Fahrwiderstände. Letztlich ist sowohl ein Kleinstwagen als auch eine Strecke von 500 m, um auf 100 km/h zu beschleunigen für 90 % der Autofahrer völlig indiskutabel.
Zitat:
@Diedicke1300 schrieb am 27. März 2016 um 08:14:16 Uhr:
Zitat:
@martins42 schrieb am 27. März 2016 um 00:41:57 Uhr:
Nein, kein falscher Dampfer. Mario stellt die völlig theoretische Frage nach dem Verbrauch für das Beschleunigungsmanöver. Wieviel Sprit brauche ich, um z.B. von 50 auf 100 km/h zu beschleunigen?
Und diese Frage ist genauso "sinnlos" wie z.B. die Frage: "Wann geht die Sonne auf ?". Ohne eine Ortsangabe und ein Datum kann man die Frage nicht beantworten.
Frohe Ostern !
Seine Frage ist nicht sinnloser als diese Beliebigkeitsgeschwätz hier mit völlig zweckfreien Fahrrad-"Beispielen", Momentanverbräuchen und nach Mondstand aus den Hut gezogenen Motorisierungen.
@Rainer_EHST und towe96:
Eure Deutungen des Muscheldiagramms sind leider nicht ganz richtig. Die Reibungsverluste im Motor sind natürlich im Muscheldiagramm berücksichtigt, schließlich zeigt das Muscheldiagramm die Effizienz des Motors als komplettes System. Bei niedrigen Drehzalen ist die Effizienz nur deshalb so niedrig (wobei das Diagramm bei Spritmonitor vermutlich einen Saugmotor aus den 90er Jahren zeigt), weil die Drosselverluste sehr hoch sind.
Nach rechts ist die Drehzahl aufgetragen, nach oben die spezifische Arbeit. Die spezifische Arbeit kann einfach in das Drehmoment umgerechnet werden, abhängig vom Hubraum.
Das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment ergibt die Leistung. Ein bestimmter Fahrzustand (z.B. konstant 50 km/h) lässt sich dann einfach für jeden Gang im Muscheldiagramm abbilden, da die Leistung aus den Fahrwiderständen bekannt ist und die Motordrehzahl aus der Geschwindigkeit und der Getriebeübersetzung.
Die obere Begrenzung spiegelt die Leistungsfähigkeit des Motors wieder. Bei modernen Saugmotoren und Turbos ist es im Bereich von 1500-4000 U/min (also der Bereich, in dem normalerweise Beschleunigt wird) fast eine horizontale Linie.
Insbesondere bei mechanischem Gaszug, lässt sich die Gaspedalstellung aber überhaupt nicht mit dem Muscheldiagramm vereinen. Denn öffnet man im 5. Gang bei 1500 U/min die Drosselklappe zu 20 %, wird der Motor schon 80 % seiner maximalen Leistung abgeben. Bei 6000 U/min braucht es für 80 % der maximalen Leistung auch eine ca. 80 % geöffnete Drosselklappe, schließlich braucht der Motor dann viel mehr Luft.
Bei meinen Berechnungen zum Verbrauch beim Beschleunigen, sind sowohl die unterschiedlichen Betriebspunkte im Muscheldiagramm, als auch sämtliche Fahrwiderstände (inklusive beschleunigter Massen im Antrieb) berücksichtigt.
Die Grundlagen lernt man in (alten) Fachbüchern oder in einem Studium, die Zusammenhänge sind nunmal nicht einfach und pauschale Aussagen nicht möglich.
einsdreivier hat allerdings eigentlich schon alles Wissenswerte geschrieben. Bei einem kleinen Saugmotor beschleunigt man sanft im höchsten Gang am sparsamsten, da der Motor dabei nahe des geringsten spezifischen Verbrauchs betrieben wird. Ein großvolumiger Sauger beschleunigt natürlich deutlich stärker, wenn man ihn am Bestpunkt betreiben will. Beim Diesel ist es fast schon egal, weil der keine Drosselverluste hat wie der Benziner, über 20 % Leistungsanforderung ist der einfach effizient. Beim modernen Turbo beschleunigt man am besten sanft mit ca. 30 % der maximalen Leistung. Da ist der Motor bereits sehr effizient.
Wer stärker beschleunigt, fährt länger schnell (auf die Strecke bezogen) und somit ist der Verbrauch dann doch meist höher (wegen dem Luftwiderstand).
Mehr lässt sich zu dem Thema eigentlich nicht mehr sagen.
Zitat:
@martins42 schrieb am 27. März 2016 um 13:20:13 Uhr:
Zitat:
@Diedicke1300 schrieb am 27. März 2016 um 08:14:16 Uhr:
Und diese Frage ist genauso "sinnlos" wie z.B. die Frage: "Wann geht die Sonne auf ?". Ohne eine Ortsangabe und ein Datum kann man die Frage nicht beantworten.
Frohe Ostern !
Seine Frage ist nicht sinnloser als diese Beliebigkeitsgeschwätz hier mit völlig zweckfreien Fahrrad-"Beispielen", Momentanverbräuchen und nach Mondstand aus den Hut gezogenen Motorisierungen.
Na dann sind wir uns ja einig !