Turbobenziner: Abhängigkeit des Verbrauchs von Fahrweise
Die Meinung ist weit verbreitet, dass Downsizing-Benziner ihre auf dem Papier niedrigen Verbrauchswerte nur bei angepasster Fahrweise einhalten. Zum Beispiel heißt es in einem Autotest vom ADAC (Peugeot 508 1.6 PureTech 180 Allure EAT8): „Insgesamt gesehen ist der Verbrauch heutzutage recht hoch, er hängt aber wie so oft bei Turbobenzinern stark von der Fahrweise ab“.
Ich fahre einen Berlingo (3. Generation) mit dem kleineren 1.2 PureTech Motor und der gleichen Wandlerautomatik und mache mir einen Sport daraus, möglichst sparsam zu fahren.
Zu dem 1.2 PureTech Motor liefert PSA ein Diagramm welches zeigt, dass der geringste Verbrauch CO2-Emissionen von 237 g/kWh entspricht. Dieser optimale Punkt liegt bei 2700 1/min und mittlerem Druck. PSA gibt aber auch an, dass der Bereich mit geringem Verbrauch (<= 240 g/kWh) sehr groß ist und sich bei mittleren Drücken von 1250 bis 4500 1/min erstreckt. Das Diagramm findet sich z.B. auf Seite 43 folgender Präsentation https://www.arts-et-metiers.asso.fr/.../840_compte_rendu.pdf
Nun zu meiner Frage: sollte beim 1.2 PureTech, einem typischen modernen Turbobenziner, der Verbrauch angesichts des Diagramms nicht gerade besonders *unabhängig* von der Fahrweise sein, zumindest weniger abhängig als bei anderen Motoren? Also gerade das Gegenteil der oben zitierten Behauptung? Oder spielen andere Faktoren eine Rolle? Welche?
Mir ist die Problematik des höheren Verbrauchs durch Volllastanreicherung bekannt. Aber kommt man bei einigermaßen gemäßigter Fahrweise überhaupt in diesen Bereich? Zumal beim 1.2 PureTech Vorkehrungen getroffen worden sind um die Volllastanreicherung zu vermeiden.
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@Duke711 schrieb am 23. Juli 2020 um 00:55:05 Uhr:
Problem 1.
Bechleunigung aus dem Stand:a = (200000 / 0) / 1600 = 0
Zitat:
@Timmerings Jan schrieb am 22. Juli 2020 um 22:03:29 Uhr:
Weit daneben. Du verwechselt "mal Null" mit "durch Null".
Ich glaube Du verwechselst hier was. Aber sicher kommt hier noch ein Lösungsvorschlag wie man die o.g. Gleichung lösen kann, die ist übrigens so richtig. Mit Doppelbrüchen scheinst Du wohl so deine Schwierigkeiten zu haben?
Der Punkt geht an Timmerings Jan: Der erste Bruch lautet a = (200000 / 0). Und das geht gegen Unendlich. Der zweite Bruch / 1600 tut da nichts mehr zur Sache. Die
theoretischeBeschleunigung bei v = 0 ist also Unendlich, nicht Null.
Zitat:
@Duke711 schrieb am 23. Juli 2020 um 00:55:05 Uhr:
Zitat:
@Timmerings Jan schrieb am 22. Juli 2020 um 22:03:29 Uhr:
Und wenn dir jetzt noch klar wird, dass (2 * pi * r * rpm * I * 60) nichts anderes als eine komplizierte Schreibweise für die Geschwindigkeit ist, steht da:a = P / (v * m)
Was, oh Wunder, genau die Gleichung ist, die so vehement ablehnst.
Ich bitte doch etws mehr um Respekt, wenn Du schon einen Sachverhalt als falsch deklarierst, sollte Du dich wengisten noch um eine sachliche Begründung bemühen.
Du verräst uns sicher wie Du mit a = P / (v * m) eine Beschleunigung aus dem Stand ermittelst. Solange hier keine sachlichen Argumente folgen stufe ich deinen Kommentar als unseriös ohne nenneswerten Inhalt ein. Ebenso verräst Du uns mit a = P / (v * m) wie Du hier den Beschleunigunsverlauf innerhalb einer einzelnen Übersetzung genau auflösen kannst.
Auch ein Punkt für Timmerings Jan (abgesehen von der Tatsache, dass die Formel korrekt lautet:
(2 * pi * r * rpm
/I * 60).
Und jetzt mal zum Wesentlichen:
Die beiden Fraktionen "Leistung" und "Drehmoment" stehen sich hier derart verbissen gegenüber, dass sie gar nicht mehr merken, dass beide Recht haben und lediglich dieselben physikalischen Zusammenhänge aus zwei verschiedenen Blickwinkeln betrachten.
In meiner beruflichen Tätigkeit habe ich ebenfalls schon nette Modelle zur Berechnung der Fahrzeugbewegung erstellt. Dabei habe ich tatsächlich, dem alten Newton folgend, ebenfalls den naheliegenden Weg über die Kraft respektive Drehmoment genommen. Letztlich wird ein Fahrzeug durch das Überschussmoment, welches am Rad anliegt, beschleunigt. Also das Moment, welches nach Abzug der zu überwindenden Roll- und Luftwiderstandsmomente übrig bleibt. Zur Vereinfachung lasse ich diese im Folgenden weg, betrachte also nur niedrige Geschwindigkeiten.
Dann ist die momentane Beschleunigung in einem festen Gang tatsächlich proportional zum Raddrehmoment und über die Getriebeübersetzung somit zum Motordrehmoment. Das erklärt einleuchtend, weshalb in höheren Gängen die Beschleunigung niedriger ausfällt.
So, nachdem ich jetzt der Momentenfraktion Recht gegeben habe, kommt nun die Leistungsfraktion dran:
Wann erreiche ich bei einer bestimmten Geschwindigkeit die höchste Beschleunigung? Nun, wie wir oben festgestellt haben dann, wenn das Radmoment am größten ist. Mit einer bestimmten Geschwindigkeit ist aber untrennbar eine bestimmte Raddrehzahl verbunden. mit dieser und dem Raddrehmoment lässt sich leicht die Radleistung ausrechnen. Also folgt ganz logisch, dass zur Erzielung einer hohen Beschleunigung die Radleistung möglichst hoch sein muss. Und das erreicht man, indem man die Getriebeübersetzung (Gang) so wählt, dass der Motor möglichst in seinem Leistungsmaximum betrieben wird.
Die Höchstgeschwindigkeit erreicht man dann, wenn das Gleichgewicht aus Fahrwiderständen und Antriebsleistung auf den Punkt der Motorhöchstleistung fällt.
Beide Fraktionen vergessen hier häufig den Einfluss des Getriebes, betrachten nur den Motor und diskutieren ständig aneinander vorbei. Dann kommt so etwas dabei heraus:
"Hmm sehr komisch, trotz der gleichen Leistung ist im 1. Gang die Beschleunigung größer als im 5. Gang. Wie kann das sein, es soll ja angeblich die Leistung das Fahrzeug beschleunigen?"
Bedenkt meine obigen Ausführungen und begrabt das Kriegsbeil.
Wie gesagt, ihr redet über das Gleiche, nur aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln. Der Physik dahinter ist das aber völlig egal. Sie ändert sich dadurch nicht.
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Zitat:
Die pauschale Aussage, dass das Fahrzeug mit der größeren Nennleistung schneller beschleunigt, ist falsch!
Dann bitte noch jegliche hersteller (also alle) auf ihre messfehler hinweisen...denn die erlauben sich doch tatsächlich, bei stärker motorisierten fahrzeugen (selbstverständlich bei gleicher karosse mit vergleichbarer masse und jeweils auf den motor abgestimmter getriebeauslegung mit vergleichbarer schaltgeschwindigkeit) ein höheres beschleunigungsvermögen anzugeben.
Zitat:
Die Antriebskraft am Rad wird durch das am Rad anliegende Drehmoment erzeugt und das Drehmoment am Rad ergibt sich aus den Getriebeübersetzungen und dem Motormoment (Verluste vernachlässigt). Und damit gilt auch: Je größer das Motordrehmoment ist, desto größer ist auch die Fahrzeugbeschleunigung.
Du nennst - völlig korrekt - die relevanz der getriebeauslegung, wendest diese jedoch gleich einen satz später nicht an. Frage: WARUM??
Weil er das Zeitverhalten von Kräften und Arbeit (dF/dt bzw. dW/dt) nicht verstanden hat und nicht verstehen will.
Die Betrachtung über die Drehmomente ist ja nicht falsch, aber genausowenig ist es die Betrachtung über die Leistung.
Zitat:
@GaryK schrieb am 10. Juli 2020 um 10:09:34 Uhr:
Weil er das Zeitverhalten von Kräften und Arbeit (dF/dt bzw. dW/dt) nicht verstanden hat und nicht verstehen will.
Wie schon beschrieben, ich bin mir sicher, es wird nur über Begrifflichkeiten gestritten!
Momentan ist hier eine Runde, die überhaupt grundsätzlich in der Lage ist zu unterscheiden.
Da finde ich das etwas schade!
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@Zephyroth
Das komplette Zitat stand nicht umsonst in Ausführungszeichen, da stammt nichts von mir.
Hättest Du die Excelsheet angeschaut und vielleicht auch mal Fachliteratur gelesen, dann würdest Du wissen das man mit einen Ottomotor keine 50% erreicht. Du kannst ja noch nicht mal ein reales Beispiel nennen und bezüglich dem F1 Motor sind Dir doch keine Fakten bekannt, außer die 100 kg/h, wo nirgendwo explizit steht das diese sich auf die 840 PS beziehen, das ist eine reine Spekulation deinerseits. Es ist so offensichtlich das dies ein allgemeiner Durchschnitt ist wo nach die Motoren gedrosselt werden. Der übrigens auch mal etwas höher liegen kann, da solltest Du dich mal in einem F1 Forum erkundigen.
Würde der Motor übrigens bei 10500 seine Nennleistung erreichen, dann müsste der Motor nicht bis 15000 drehen bzw. wäre dafür ausgelegt, am besten Du schaust Dir mal Leistungsdiagramme von Motoren an und noch besser Du solltest dich mal genauer über die F1 Motoren erkundigen. Natürlich hat der Motor bei 10500 nicht seine Nennleistung und leistet da deutlich weniger.
Von den 65% bei 12:1 gehen die Reibungsverluste, sowie die Pumpverluste weg.
Die Pumpverluste sind beim Diesel wegen der nicht vorhanden Drosselung sogar deutlich geringer.
Es sollte doch ersichtlich sein warum der Schiffsdiesel oder der MTU Diesel 53 bzw. 45% erreichen....
Nein dich interessieren keine Grundlagen, sonst würdest Du keine Fakten ingnorieren und hättest Dir vielleicht mal die Sheet angeschaut.
Da diese Diskussion für mich keinerlei Mehrwehrt bietet und es offensichtlich ist das Du aus Eitelkeit einen Irrtum leugnest, und sogar auch Fakten bestreitest, ist für mich hiermit die Diskussion beendet.
Fakt ist der F1 Motor ist schlechter als ein TFSI und deutlich schlechter als der MTU Diesel, aber von mir aus glaube weiter an deine Märchen.
Oder mal von den Fakten her,
Gestern zur Arbeit mit einem 1,5l TSI 130PS Golf(Miller, ACT, 350Bar Einspritzdruck), 40km, davon 6km Stadtverkehr und wegen einem anderen Termin nach 3km eine Unterbrechung von 90min, Verbrauch am Ziel 4.0l laut BC(Am Stadttor waren es noch 3,8l dann mussten noch 2,5km Stadtverkehr und parken in der TG dazu), Abweichung nie größer als 0,1l. AC, Radio etc. natürlich in Betrieb. Räder 17er mit 225er Reifen(2,7 Bar). Im Tank E10.
Ein Diesel ist meiner Erfahrung max. 0,5l sparsamer.
Ich finde, das ist beeindruckend von der Effizienz!
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
@Zephyroth
Das komplette Zitat stand nicht umsonst in Ausführungszeichen, da stammt nichts von mir.
Du hast es gepostet und aus irgendeinem Grund wohl ausgesucht.
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
Hättest Du die Excelsheet angeschaut und vielleicht auch mal Fachliteratur gelesen, dann würdest Du wissen das man mit einen Ottomotor keine 50% erreicht.
Das von dir gepostete Diagramm sagt was anderes. Das noch andere Verluste davon abgehen, ja das weis ich.
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
Du kannst ja noch nicht mal ein reales Beispiel nennen und bezüglich dem F1 Motor sind Dir doch keine Fakten bekannt, außer die 100 kg/h, wo nirgendwo explizit steht das diese sich auf die 840 PS beziehen, das ist eine reine Spekulation deinerseits.
Das ist richtig, da hab' ich nix in der Hand. Aber mal anders herum, wo sollte das Leistungsmaximum (unter Einhaltung der Regeln) deiner Meinung nach liegen?
Am Artikel 5.1.4 "The fuel flow must not exceed 100kg/h" gibt's nix zu deuteln. Übersetzt heisst das: "Der Kraftstoffschluss darf 100kg/h nicht überschreiten."
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
@Zephyroth
Es ist so offensichtlich das dies ein allgemeiner Durchschnitt ist wo nach die Motoren gedrosselt werden.
Jetzt spekulierst du.
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
Würde der Motor übrigens bei 10500 seine Nennleistung erreichen, dann müsste der Motor nicht bis 15000 drehen bzw. wäre dafür ausgelegt
Doch, ein breiter Bereich mit konstanter Leistung macht Sinn. So erreicht man maximale Beschleunigung.
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
Von den 65% bei 12:1 gehen die Reibungsverluste, sowie die Pumpverluste weg.
Die Pumpverluste sind beim Diesel wegen der nicht vorhanden Drosselung sogar deutlich geringer.
Natürlich ist das so. Aber wieviel ist das? Kannst ja gerne mal Zahlen nennen.
BTW, bei Vollast sind die Drossekklappen voll geöffnet...
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 11:53:06 Uhr:
Es sollte doch ersichtlich sein warum der Schiffsdiesel oder der MTU Diesel 53 bzw. 45% erreichen....
Ist es auch.
Grüße,
Zeph
Mal eine andere Frage:
Wann, außer bei Nennleistung, sollte denn die maximale Durchflussmenge sonst noch erreicht werden, vorausgesetzt der Wirkungsgrad verändert sich nicht dramatisch?
Der höchste Durchsatz wird immer bei der höchsten Leistung erreicht nur nützt diese Erkenntnis nicht viel wenn die Nettoleistung nicht bekannt ist
Im Anhang noch mal die Reibverluste und man sieht das die exponentiell ansteigen, darum sind hohe Drehzahlen für einen effizienten Motor nicht förderlich, schon erst gar nicht über 8000 u/min.
Die Nennleistung der Verbrenner ist doch, mehr oder weniger gut, bekannt, oder täusche ich mich?
Für 2018 findet man z.B. eine aus den Fahrleistungen errechnete Spanne von 710 - 790 PS, sprich das schwächste Aggregat bewegt sich noch immer bei ~45 % Wirkungsgrad, vorausgesetzt, die 100 kg/ h werden dann auch genutzt.
Dass die Reibung einen Einfluss hat will ich gar nicht bestreiten, nur stellt es sich z.B. bei Stationärmotoren nicht zwingen so dar, dass die größeren Motoren so viel höhere Reibungsverluste erzielen, als dass diese im Vergleich nachteilig wären.
Beim Beispiel der 4000er-Reihe von MTU ist z.B. das größte Aggregat bei Nenndrehzahl (1800 U/ min bei allen) das effizienteste, jedoch liefert es auch das ein höheres Drehmoment pro Liter.
Man würde grundsätzlich erstmal erwarten, dass das kleinere Aggregat durch die 12 fehlenden Zylinder und den 38 l kleineren Hubraum weniger Verluste bei Nenndrehzahl erzielt, jedoch stellt sich das nicht im Wirkungsgrad bei Nenndrehzahl und auch nicht im Spitzenwirkungsgrad dar.
Der Gedanke dazu:
Ist vielleicht eher interessant, wie hoch das Motordrehmoment in Relation zum Reibungsverlust ausfällt?
Nur weiß man aber gar nicht ob bei 100 kg/h die 790 PS erreicht werden, das ist Kaffesatzleserei. Laut dem F1 Forum, woher sich dieses Zitat bezog, gelten diese nur für 10500 U/min, also eben nicht für die 790 Ps. Auch ist das von Strecke zu Strecke unterschiedlichen wegen den unterschiedlichen Vollastanteil, der einigen Strecken nur bei 50% liegen soll.
Wie dem auch sei, auch die 45% stimmen nicht, das hat nämlich der MTU, das wären die 188g/kWh. Der hat deutlich weniger Reibung, weniger Pumpverluste und einen höheren Carnot Wirkungsgrad.
Das erreicht kein herkömmlicher Ottomotor. Wenn der F1 Motor eine sehr hohe Verdichtung fahren sollte, könnte der zumindest die 37% vom TFSI mit nur 6000 u/min erreichen. Ich schätze aber mal eher 35%.
Das ist kappes, da dürften sich die Karren kaum noch bewegen. 35% von 100 kg/h Spritfluss kannste abheften, da sprechen die Rundenzeiten nebst erzielten Beschleunigungen massiv gegen.
https://ch.motorsport.com/.../ ... ich denke, die Herren wissen ein etwa was die treiben.
Zitat:
@GaryK schrieb am 10. Juli 2020 um 17:48:40 Uhr:
https://ch.motorsport.com/.../ ... ich denke, die Herren wissen ein etwa was die treiben.
Schön, die Gesetze der Physik können diese trotzdem nicht aushebeln.
Zitat:
@berndwegman schrieb am 10. Juli 2020 um 17:31:08 Uhr:
Nur weiß man aber gar nicht ob bei 100 kg/h die 790 PS erreicht werden
Dann nochmal meine Frage:
Wann, außer bei Nennleistung, soll die Durchflussbegrenzung sonst erreicht werden?
Ziel der Begrenzung ist es, die Motoren im Rahmen der Rennanwendung maximal effizient zu gestalten.
Von welchem TSFI redest du eigentlich immer wieder?
Ein aktueller Motor bei VW wäre der EA211 Evo mit 96 kW und da ist von 38,5 % die Rede, bei Toyota liegt der 2.0 derzeit bei 41 %, respektive 40 % für die Varianten mit konventionellem Getriebe, bei Mazda liegt der Skyactiv G 2.0 bei 38 %, um nur mal ein paar Beispiele zu nennen.
Der feine Unterschied: Keiner der 3 nutzt einen Abgasturbinengenerator, alle sind auf 95 Oktan ausgelegt und keiner davon ist ein Diesel.
BTW. "herkömmlicher" Ottomotor:
Die Gasvariante des MTU 4000 ist ein "herkömmlicher" Ottomotor, sprich ein Diesel mit Zündanlage, welcher mit Gas nach Ottozyklus betrieben wird und erreicht 45 % elektrischen Wirkungsgrad. An der Kurbelwelle wird es entsprechend besser aussehen.
Die ganze Argumentation von berndwegman beruht darauf, das die 100kg/h deutlich überschritten werden. Das dies das FIA-Regelwerk aber nicht zulässt, will er selbst nach Verlinkung desselben nicht wahrhaben.
Grüße,
Zeph