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.
657 Antworten
Zitat:
@Provaider schrieb am 17. Juli 2020 um 17:29:06 Uhr:
Das ist doch das tolle an einem Hybridkonzept.
Ich kann über die Batterie und den E-Motor sehr kurzfristig sehr viel Drehmoment abliefern. Mehr als ein Verbrenner liefern kann. Strom ist instant da, kein Turboloch oder Turbolag. Den E-Motor kannst du super Überlasten für kurze Zeit.
Den Verbrenner kannst du auf bestimmte Bereiche optimieren in denen er dann eben effektiver läuft.
Große Hybride sind aber trotzdem out.
Bzw niemand baut einen 1.0l Tsi ACT Hybrid. Schade.
5km Umfeld rein elektrisch.
Zur Arbeit 1.0l auf 2Z laufen plus Miller.
Und wenn es sein muss, Power da. Also sicherlich ~150PS Systemleistung.
Gut, VW hat kein Getriebe dafür. Das versaut eh alles.
Handschalter Hybrid, das wäre was.
Aber was soll’s, E Autos sind in der Hinsicht mittlerweile gut genug.
Ein ID3 kommt im Frühjahr 2022, um 38km pro Strecke zu pendeln. Manchmal auch mehr(100km pro Richtung).
So lange muss mein Tsi mich mit knapp über 4l/100km E10 zur Arbeit tragen.
Das arme Ding, 200NM und nur 130PS
Es gibt schon große Hybride, kauft nur keiner bei uns
https://de.wikipedia.org/wiki/Lexus_USF50
359 PS Systemleistung sollte reichen.
Der nächst kleinere Motor ist der 2,5l mit 218 PS Systemleistung. Den gibt es in Deutschland glaube ich nur im RAV4 und ES 300h. In der USA ist der Motor sehr häufig vertreten.
Bei uns sind eben die kleinen Hybride gefragt.
Zitat:
@Diabolomk schrieb am 17. Juli 2020 um 17:31:24 Uhr:
Nenne mir den Alltagsnutzen?
Die Beschleunigung lässt mit steigender Drehzahl weniger stark nach.
Da ich im Alltag das Drehzahlband zum Beschleunigen durchaus nutze, macht das für mich entsprechend auch einen Unterschied.
Wie hoch die Nennleistung in Zahlen ausfällt, ist für mich dabei eher zweitrangig, wichtig ist mir lediglich, dass die Leistung weitestgehend proportional zur Drehzahl steigt.
Anhang:
Wenn ich dich richtig verstehe, wäre dein idealer Extremfall Nennleistung ab der ersten Umdrehung.
Interessanterweise bietet das aber kein einziger Hersteller ansatzweise an. Sprich trotz der ganzen gedrosselten Motoren baut kein Hersteller einen Benziner, der schon bei z.B. 2000 U/ min seine Nennleistung erzielt, dabei wäre es ja möglich.
Zitat:
@FWebe schrieb am 17. Juli 2020 um 18:08:45 Uhr:
Zitat:
@Diabolomk schrieb am 17. Juli 2020 um 17:31:24 Uhr:
Nenne mir den Alltagsnutzen?
Die Beschleunigung lässt mit steigender Drehzahl weniger stark nach.
Da ich im Alltag das Drehzahlband zum Beschleunigen durchaus nutze, macht das für mich entsprechend auch einen Unterschied.
Wie hoch die Nennleistung in Zahlen ausfällt, ist für mich dabei eher zweitrangig, wichtig ist mir lediglich, dass die Leistung weitestgehend proportional zur Drehzahl steigt.
Verstehe, also nur einen individuellen Wert.
Also kein Wert.
Im Endeffekt muss der Fahrstil zur Leistung passen.
Dein Anspruch auf die Leistung ist also mindestens nicht weniger Wert auf auf gewissen Kraft-Niveau im Alltagsdrehzahlbereich vieler anderer.
Warum meinst du, ist dein Anspruch höher?
Ist hohe Leistung ein hoher Anspruch?
Ja!
Und wie gesagt, Leistung proportional zur Drehzahl.
Dir gefällt also ein 1,5l 200NM 130PS besser als ein 1,5l 230NM 130PS?!
Mir gefällt der 230NM Motor besser.
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Zitat:
@Diabolomk schrieb am 17. Juli 2020 um 18:16:52 Uhr:
Dir gefällt also ein 1,5l 200NM 130PS besser als ein 1,5l 230NM 130PS?!
In der Tat, ich hatte das bezüglich der beiden 1.5er-Varianten ja schonmal erwähnt, dass ich deswegen die Variante mit 130 PS der mit 150 PS vorziehe.
Ich habe für ein Fahrzeug einige Auswahlkriterien.
Bezüglich des Motors ist das ein Drehmomentfenster von 150 Nm bis 300 Nm und eine möglichst lange steigende Leistungsentfaltung, sprich möglichst bis kurz vor den roten Bereich.
Bei den üblichen 6000 U/ min + 500 ergibt sich damit ein Nennleistungsbereich von ca. 115 - 230 PS, wobei am Ende entscheidend ist, wie hoch das relative Drehmoment bei der höchsten Nenndrehzahl ausfällt.
Ich habe mich ja auch so entschieden, aber aus Kosten/Verbrauchsgründen.
Aber helfe mir mal, ich vermisse im Alltag das Drehmoment untenrum.
Was mache ich falsch, schalte ich zu wenig? Wobei es ist keine Not, einfach nur schön zu haben.
Aber was ich nicht vermisse sind die 10-20 oder gar bis zu 50PS oben rum.
Drehzahl über 3000rpm? Die nutze ich nur um 130PS abzurufen, ok, vielleicht fehlen mir da auch mal 10-20PS, aber keine 50PS und ich sehe keinen Zusammenhang zum Drehmoment.
Am Ende hätte ich auch den 150PS 250NM wieder nehmen können, der eh schon in zwei anderen Autos vorhanden ist.
Nee, das ist nicht der Grund. Das sind Luxus Ansprüche ohne echten Grund. Der Golf ist unser kleinster, der kann dann auch damit auskommen. Zudem der VTG Lader seine Vorzüge hat, der Golf ist unser Kurstreckenfahrzeug und es passt!
Wie gesagt, 230NM statt 200NM wären richtig gut. Mehr PS, kein Bedarf.
Zitat:
@Interrail schrieb am 17. Juli 2020 um 13:09:43 Uhr:
wenn Du Dir die Grafik nur etwas genauer angesehen hättest, dann hättest Du erkennen können das es sich hier nur um eine Beschleunigung bei kleinem v also im 1.gang handeln kann und demzufolge die widerstandskräfte nahezu konstant sind. Fahrwiderstände sind alle enthalten, 'Bewegungsgleichungen' wurden also alle aufgestellt, als Physiker habe ich da auch keine Probleme mit.
war das so schwer zu verstehen?
Du trollst. Mehrere Gründe:
Erstens: Der erste Gang ist im üblichen Fall sowas von "irrelevant". Außer du hast einen Supersportwagen oder ein Motorrad, was den Sprint auf 100 im ersten Gang macht.
Zweitens, wenn das gerechnet wäre - du hast mit steigender Geschwindigkeit (erster Gang geht meist bis etwa 45-50 km/h, Diesel ca 35 km/h) Widerstandskräfte. Damit muss die Beschleunigung sinken und auch in deiner bewusst irreführenden "Rechnung" bzw. Auftragung mit zwei Achsen (zumindest knapp) unterhalb der Drehmomentkurve liegen.
Drittens sind sämtliche Momente bei Turbofahrzeugen aller Art auf Prüfständen "durch Einbremsung" gemessen, die Zeit bis zum Erreichen des maximalen Moments spielt keine Rolle. Im praktischen Fall beschleunigt ein Fahrzeug aber, damit spielt das Zeitverhalten eines Laders eine substanzielle Rolle. Der hat bei jeder beliebigen Motordrehzahl und "erster Gang wird durchgerissen" schlicht nicht genug Zeit die Katalogwerte des Drehmoments zu erreichen. Auch damit ist die Kurve praktisch fürn Arsch. Typische Laderverzögerungen liegen um 2 Sekunden. Was etwa dem gesamten Sprint des ersten Gangs entspricht. Sofern nicht die Beschleunigung zuvor durch die Haftgrenze der Reifen limitiert wird.
Wenn du Physiker bist, dann glaub ich künftig an die Scheibenwelt-Theorie. NICHT die von Terry Pratchett.
Ich hab diesbezüglich ja ein Beispiel aufgezeigt, wo die Beschleunigung wegen der Fahrwiderstände trotz höherem Drehmoment geringer ausfällt.
Der Effekt ist natürlich abhängig vom Fahrzeug und stellenweise auch vernachlässigbar, zeigt sich aber mit steigender Geschwindigkeit umso deutlicher.
Daher auch mein Hinweis auf den Leistungsüberschuss und dessen Proportionalität zur überschüssigen, sprich beschleunigenden, Kraft.
Daher ist der Vergleich bei v = konstant auch deutlich einfacher, da die Fahrwiderstände damit zu vernachlässigen sind. Das Ergebnis bleibt aber das gleiche, nämlich dass der Leistungsüberschuss proportional zur beschleunigenden Kraft ist.
Für konstante Beschleunigungen ist es deshalb auch eher interessant, dass das maximale Drehmoment über das Drehzahlband noch etwas steigt, um die steigenden Fahrwiderstände zu kompensieren.
Beim Turbolader wäre das z.B. möglich, in dem man den Ladedruck abhängig von der Drehzahl steigert, was sich auch positiv auf das Erreichen des relativen Maximums auswirkte.
Zitat:
@FWebe schrieb am 17. Juli 2020 um 18:08:45 Uhr:
Sprich trotz der ganzen gedrosselten Motoren baut kein Hersteller einen Benziner, der schon bei z.B. 2000 U/ min seine Nennleistung erzielt, dabei wäre es ja möglich.
Möglich ja, aber Schwachsinn. Weil du dann trotz Turbo eher einen seeehr langen Langhuber bauen müsstest. Abgesehen von der sehr seltsamen Brennraumgeometrie bekämst du nur hohe Kolbengeschwindigkeiten und damit Verschleiß bei beschissener Literleistung. Plus Probleme bei der Spülung des Brennraums.
Und was die Leistung vs Drehmoment angeht - ich widerspreche dir explizit nicht. Man kann beschleunigungen über Momente und Getriebe rechnen oder einfach über die Leistung. Es kommt in beiden Fällen exakt das selbe raus.
Wenn seine Auftragung "moment versus Beschleunigung" nur ansatzweise sinnig und richtig wäre - mein Auto hat 300 NM bei etwa 1350 Kilo, mein Motorrad (das alte) hatte kaum 60 Nm bei 300 kg. Moment zu Gewicht nach der Autoquartett-Rechnung daher quasi gleich. Das Auto geht aber von 0-> 100 in knapp unter 6 Sekunden (Z4, N52B30), das Motorrad (ne 600er, Yamaha "4TV"😉 schaffte das in den üblichen 3 Sekunden.
Zitat:
@GaryK schrieb am 17. Juli 2020 um 19:26:01 Uhr:
Zitat:
@FWebe schrieb am 17. Juli 2020 um 18:08:45 Uhr:
Sprich trotz der ganzen gedrosselten Motoren baut kein Hersteller einen Benziner, der schon bei z.B. 2000 U/ min seine Nennleistung erzielt, dabei wäre es ja möglich.Möglich ja, aber Schwachsinn. Weil du dann trotz Turbo eher einen seeehr langen Langhuber bauen müsstest. Abgesehen von der sehr seltsamen Brennraumgeometrie bekämst du nur hohe Kolbengeschwindigkeiten und damit Verschleiß bei beschissener Literleistung. Plus Probleme bei der Spülung des Brennraums.
Nicht zwingend.
Nimm einen beliebigen Benziner und drossel ihn einfach per Software bei 2000 U/ min. Technisch bleibt er absolut gleich, die Leistung sinkt halt nur.
Das ist von der Anwendung her nichts anderes, als wenn du ab 2000 U/ min einfach zunehmend vom Gas gehst, diesmal nur per Software geregelt.
Beispiel:
Der B48 von BMW könnte z.B. mit 450 Nm bei 3000 U/ min gedrosselt werden, um 192 PS zu erzielen, wieso bietet man stattdessen eine Variante mit 270 Nm und 192 PS an?
Ok, so gehts. Macht nur gar keinen Sinn.
Zitat:
@FWebe schrieb am 17. Juli 2020 um 18:08:45 Uhr:
Zitat:
@Diabolomk schrieb am 17. Juli 2020 um 17:31:24 Uhr:
Nenne mir den Alltagsnutzen?
Die Beschleunigung lässt mit steigender Drehzahl weniger stark nach.
Da ich im Alltag das Drehzahlband zum Beschleunigen durchaus nutze, macht das für mich entsprechend auch einen Unterschied.
Wie hoch die Nennleistung in Zahlen ausfällt, ist für mich dabei eher zweitrangig, wichtig ist mir lediglich, dass die Leistung weitestgehend proportional zur Drehzahl steigt.Anhang:
Wenn ich dich richtig verstehe, wäre dein idealer Extremfall Nennleistung ab der ersten Umdrehung.
Interessanterweise bietet das aber kein einziger Hersteller ansatzweise an. Sprich trotz der ganzen gedrosselten Motoren baut kein Hersteller einen Benziner, der schon bei z.B. 2000 U/ min seine Nennleistung erzielt, dabei wäre es ja möglich.
Nein, du verstehst nicht richtig.
Ich bevorzuge Autos mit möglichst viel Drehmoment zwischen 1500-2500rpm. Der Rest passt schon, natürlich kein Turbolag aus den 1980ern.
Wie gesagt, ich verstehe nur nicht den Anspruch irgendwelche Leistung in Alltagsunblichen Drehzahlen zu realisieren. Technisch ist das ja auch nicht hinsichtlich Dauerfestigkeit zu realisieren. Den Aufwand gerne in NM untenrum.
Turbos haben hier nie zu wenig.
Zitat:
@GaryK schrieb am 17. Juli 2020 um 19:30:41 Uhr:
Ok, so gehts. Macht nur gar keinen Sinn.
Bis eben habe ich hier noch gelesen, dass es doch nur auf die Alltagsdrehzahlen und möglichst hohes Drehmoment dort ankommt.
Meine Frage war, wieso kaum ein Hersteller das so anbietet, wenn möglichst viel Drehmoment doch so wichtig ist.
Wie gesagt:
Wieso gibt es den B48 mit 270 Nm, wenn auch 450 Nm möglich sind?
Wieso reduziert BMW z.B. für den 5er gegenüber dem 3er sogar das Drehmoment beim gleichen Motor und sorgt dadurch für ein breiteres Plateau bei geringerer Nennleistung?
Ja, das ist Schade. Liegt an Kosten und Getriebe(Wirkungsgrad).
Aber eben macht es auch keinen Sinn den Umkehrschluss zu fordern. Also zu zu vermeintlich hohem Drehmoment mehr Leistung.
Zitat:
Zitat:
@Interrail schrieb am 17. Juli 2020 um 15:43:00 Uhr:
Du hast Dir die Grafik immer noch nicht angesehen, oder?
Ich habe schon längst was zu deiner Grafik geschrieben, nämlich dass sie für das Beispiel ungeeignet ist und dafür muss ich sie mir logischerweise auch angesehen haben.
Sie ist ungeeignet? Hast Du es immer noch nicht begriffen, was Du da siehst?
Das ist ein berechneter Beschleunigungsvorgang mit Vollgas in einem gang über das ganze drehzahlband! Und damit der Zusammenhang visuell gesehen werden kann ist im linken Bild M und a über der n_Motor dargestellt und im rechten Bild P und a über n. Besser kann man den zusammenhang nicht darstellen!
Du kannst es auch über der zeit aufzeichnen aber dann sieht man die Drehmomentkurve vom Motor nicht mehr. Aber selbst über der zeit sieht man immer noch das die beschleunigung M folgt und nicht P.
Und bevor du wieder mit irgendwelchen zusammenhängen kommst, die nichts mit dem Thema zu tun haben: Mach doch mal selber eine Grafik die zeigt dass a von P abhängen soll!
Zitat:
Du bildest dir zu viel darauf ein, dass du wie ein vierjähriger Bilder malen kannst.
hast Du immer noch nicht begriffen, dass das berechnete excelergebnisse sind? nix gemalt.
Zitat:
Als hätte ich es geahnt, habe ich übrigens im vorherigen Beitrag auch ein Beispiel angehängt.
Und weil es so schön ist, bekommst du gleich noch eine Denkaufgabe dazu:
Ein Flugkörper wird mit einer Antriebsleistung von 1 W aus dem Stillstand beschleunigt.
Die Frage dazu:
Beschleunigt der Körper stärker, wenn er
a) mit 2 W Antriebsleistung
oder
b) mit 0,5 W Antriebsleistung
beschleunigt wird?
Abgesehen davon, dass man mit den Angaben a nicht ausrechnen kann, weil m fehlt, klärt das nicht den zusammenhang !
Aber wenn du der Meinung bist ,das P einen körper beschleunigt, dann kannst du mir ja sicher folgendes ganz leicht ausrechnen:
Masse eines E-Autos m = 1000kg
Leistung am Rad P = 0W
Hebelarm Rad r = 0.5m
Rollwiderstandskraft F = 10N
Berechne die Beschleunigung des E-Autos im Anfahrpunkt!
Geht nicht, sagst du? Warum denn nicht, wenn doch die Leistung das Auto beschleunigt?
Wenn statt P aber M am Rad angegeben ist (z.B. 50Nm), kann man a plötzlich berechnen!
Warum? Weil man mit M die Kraft am Rad ausrechnen kann. Und mit F kann man a ausrechnen. P kommt da nirgends vor.