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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Hab ich schon mal gemacht. In einem anderen Thread.
Selbstsicheres Auftreten bei völliger Ahnungslosigkeit. Du focussierst dich auf den ersten Gang, implizierst scheinbar die gleiche / ähnliche Übersetzung. Und stellst fest, dass die Beschleunigung zunächst mal linear mit dem Moment läuft. Jau. Im ersten Gang. Unter Vernachlässigung von Verlusten aller Art.
Und dann schalten wir, sind im zweiten Gang. Tempo 50. Was nun? Beschleunigst du nun mit Drehzahlen des höchsten Moments weiter (also früh in den drittenum maximales Moment zu haben) oder versuchst du in die Nähe der Drehzahl mit der höchsten Leistung zu kommen, also den Zweiten bis Anschlag durchreißen? Hör einfach der Formel-1, den Tourenwagen oder dem nächsten Dorfproll zu, der die Umgehungsstraße mit einer Rennstrecke verwechselt. Scheinbar sind die alle doof und drehen die Motoren aus. Egal ob Diesel oder Benziner.
Was du konsequent übersiehst oder nicht verstanden hast - jede Kraft mit einer Geschwindigkeit multipliziert oder auch Drehmoment mit Winkelgeschwindigkeit impliziert eine Leistung. Und für eine bestimmte Beschleunigung brauchts einen Kraft- und damit Leistungsüberschuss. Das eine geht nicht ohne das andere.
Und was das Topic "Fahrweise" angeht: Hohe Drehzahlen und konstante Kraftanforderung bedeutet eben, dass der Motor nur ein geringes Moment liefern muss. Geringes Motormoment gleich geringer Kolbenmitteldruck (Last) und damit sinkt der Wirkungsgrad. Zylinderabschaltung macht da richtig Laune - weil du statt vier "teilweise ausgelastete" Brennkammern nur noch zwei hast, die dafür mit hoher Last und damit hohem Wirkungsgrad laufen.
Zitat:
@GaryK schrieb am 18. Juli 2020 um 11:54:12 Uhr:
Was du konsequent übersiehst oder nicht verstanden hast - jede Kraft mit einer Geschwindigkeit multipliziert oder auch Drehmoment mit Winkelgeschwindigkeit impliziert eine Leistung. Und für eine bestimmte Beschleunigung brauchts einen Kraft- und damit Leistungsüberschuss. Das eine geht nicht ohne das andere.
Wenn Du was von Physik verstanden hättest, dann wüsstest Du das es überhaupt keine Leistung für eine Beschleunigung benötigt. Denn die Leistung ist nur ein indirekte Größe als ein Produkt und bei einer Beschleunigung aus dem Stand ist die Drehzahl null und somit eben das Produkt aus dieser null, sehr gutes Beispiel ist hier ein Elektromotor.
Nach deinem physikalischen Verständnis dürfte das Fahrzeug dann erst gar nicht beschleunigen.
F/m = a .....
Die Aussage, das Fahrzeug mit der höchsten Leistung stets die höchste Beschleunigung hat, ist dennoch falsch. Richtig wäre das Fahrzeug mit der höchsten Leistung hat insgesamt im Durchschnitt die höchste Beschleunigung. Denn höchste Leistung als Produkt impliziert noch lange nicht das höchste Drehmoment. Und wenn man dann nur die Beschleunigung im ersten Gang inkl. Fahrwiderstände betrachtet stimmt auch noch nicht mal diese Aussage, da man diese so nicht pauschalisieren kann.
Interessant das Du Ahnungslosikeit unterstellst. Du bist der jenige der noch nie ein reales Streckenmodell bezüglich Längsdynamik mit Drehmomentkurve, dynamischen Getriebewirkungsgrad, Schlupfkennlinie (Magic Formula), etc. erstellt hat.
Schau Dir mal meine Excel Sheets, an weißt Du wohl wer der jenige mit der Ahnungslosigkeit von uns zwei wirklich ist. Mach das erst einmal nach und dann unterhalten wir uns weiter.
Für Dich hat ja auch der reine F1 Verbrenner einen Wirkungsgrad von 53%, ja noch nicht mal hier kannst Du mit deinen mangelnden Grundkenntnissen bezüglich Ottomotor punkten...
Aber sehr amüsant dein Kommentar.
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@berndwegman
Ich empfehle dir ganz dringend, dir eine andere Wortwahl zuzulegen.
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Zitat:
@berndwegman schrieb am 18. Juli 2020 um 12:27:50 Uhr:
sehr gutes Beispiel ist hier ein Elektromotor.
In der Tat ist das ein sehr gutes Beispiel, nur nicht so, wie du dir das vorstellst.
Der Elektromotor hat nämlich auch ohne Drehzahl eine Leistungsaufnahme, irgendwie muss ja die Arbeit zur Beschleunigung verrichtet werden (Arbeit/ Zeit).
Der Elektromotor mit der höchsten Leistungsaufnahme erzeugt die höchste Beschleunigung.
Und schon geht die Betrachtung doch wieder mit der Leistung.
Ich verweise auf das Beispiel mit dem Flugkörper, wo die Antriebsleistung auch bei Stillstand betrachtet werden kann.
Nochmal:
Dass die Beschleunigung auf einer Kraft basiert, steht nicht zur Debatte. Sobald aber der Faktor Zeit ins Spiel kommt, kann man das nun mal auch über die Leistung betrachten, was die ganze Darstellung erheblich vereinfacht.
Da Beschleunigung die Veränderung der Geschwindigkeit über die Zeit ist, ist der Weg über die Leistung absolut legitim.
Hier wird doch wohl niemand bestreiten wollen, dass die Verdopplung der Leistung bei gleicher Geschwindigkeit zu einer Verdopplung der Beschleunigung führt.
Und mal umgekehrt gefragt:
Was ist Beschleunigung ohne Berücksichtigung der Veränderung über die Zeit und welche Relevanz hat das dann für die Realität?
Stellt Euch vor, die Antriebsräder hätten Zahnkränze,
die auf - im Boden befestigten - Zahnstangen stehen.
Wenn man nun starten will, erzeugt das Raddrehmoment
einen Druck auf die Verzahnung.
Um voran zu kommen, müssen die Räder sich drehen,
d.h., für die Beschleunigung ist außer Drehmoment auch Drehzahl
und somit eindeutig Leistung erforderlich! 🙂
Die Bewegung fängt aber am Kolben an und der bewegt sich geradlinig, angetrieben von der Kraft des Explosionsdrucks des Kraftstoffluftgemisches.
Dieser Explosionsdruck ist beim Verbrenner jene Kraft, die das Fahrzeug vorwärtsteibt.
Alles was dadurch in Bewegung gesetzt wird, ist die resultierende Leistung aus der antreibenden Kraft.
Und ein Resultat kann niemals die ursächliche Wirkung des Resultates sein.
Nimm einen schweren Gegenstand und schiebe ihn beiseite. Was brauchst du dafür, richtig, Kraft. Erst wenn er sich bewegt, wird aus der Kraft eine Leistung.
Also nicht die Leistung hat den Gegenstand verschoben, sondern die Kraft, die du dafür aufbringen musstes.
In einem Zylinder findet so vieles statt aber keine Explosion. Das führt zur Schädigung und Ausfall.
Du weist schon was ich meine. Erbsenzählerei ist da nur ein mangelndes Argument. 😉
Naja, wenn jemand mit Physik versucht zu Argumentieren sollte er die physikalischen Unterscheide zwischen einer Explosion und Verbrennung kennen.
Dieser kleine aber feine Unterschied bedeutet oftmals der Unterschied zwischen Leben und Tod.
Eine Verbrennung, die im hunderstel Sekundenbereich (und darunter) abläuft, kann man wohl schon als Explosion bezeichnen. 😉
Auf den Kolben wirkt eine Kraft über den Hub (also einen Weg), folglich wird Arbeit verrichtet. Dies passiert in einer bestimmten Zeit, ergo gibt's auch eine Leistung.
Explosion und Verbrennung kann man sehr wohl unterscheiden. Bei Explosionen breitet sich die Flammfront mit Überschall aus, eine Verbrennung deutlich langsamer. Ich meine irgendwo gelesen zu haben, das man im Verbrennungsmotor bei etwa 40m/s liegt.
Wenn du dich mit dem Thema Explosion im Zylinder beschäftigen willst empfehle ich das Thema Klopfen und Megaklopfen zu recherchieren.
Der Unterschied zwischen Verbrennung und Explosion liegt in der Geschwindigkeit in der die Umsetzung erfolgt. Eine Verbrennung kann ich steuern, eine Explosion nicht.
Passt, genutzt werden können sinnvollerweise etwa 24 m/s.
Nach der These unseres Physikexperten kommts also nur auf das Drehmoment an und die Leistung ist egal. Also nehmen wir doch einen Motor mit recht konstant 500 Nm bis hoch zur Nenndrehzahl als ersten Kandidaten und stellen dem einen Zweiten mit nur 400 Nm "peak" gegenüber. Angeblich regelt das Drehmoment alles. Der erste "gewinnt" sagt Bernd.
Plausibilitätscheck: Der erste ist ein Motor aus dem Lanz Ackerschlepper D 9506, 500 Nm bei 630 RPM, 33kW. Der zweite ist ein typischer F1 Motor mit etwa 550kW bei 13.000 RPM. Recht exakt 400 Nm. Kann seine These stimmen? Die Antwort dürfte klar sein. Nicht mal im ersten Gang kann die stimmen. Weil sobald das Losbrechmoment überwunden wurde - ab dann hat man neben Momenten auch Drehzahlen und damit kommt die Leistung ins Spiel. Q.E.D.
Naja, nun rechne mal.
Der Lanz bekommt pro Minute 315 "Hammerschläge", a 500Nm, der F1 Motor bekommt 6500 "Hammerschläge", a 400Nm, pro Minutue auf den "Deckel" (Kolbenmboden) gedroschen.
Das ergibt beim Lanz in Summe 157.500 Nm Kraftaufwand pro Minute und beim F1 Motor eine Summe von 2.600.000 Nm Kraftaufwand pro Minute.
Sprich, beim Formel1-Motor wird, trotz geringerem Drehmoments, pro Zeiteinheit deutlich mehr Kraft investiert.