Turbobenziner: Abhängigkeit des Verbrauchs von Fahrweise

[nabenschalter]

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.

[FWebe]

Zitat:

@Rael_Imperial schrieb am 23. Juli 2020 um 22:44:29 Uhr:

Wie gesagt, ihr redet über das Gleiche, nur aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln.

Auf den Punkt habe ich auch schon mehrmals hingewiesen. Das Ergebnis kann man ja sehr gut beobachten.

[Spannungsprüfer135469]

Auch wenn ich wohl zur Fraktion der "Leistungsanhänger" gezählt werde, so verstehe ich nicht warum versucht wird Drehmoment, Drehzahl und Leistung zu trennen. Warum man eine Diskussion vom Zaun bricht, ob nun das Drehmoment ursächlich, oder die Leistung ursächlich für Beschleunigung ist. Die physikalische Beziehung dieser Größen zueinander ist ganz klar und sogar hier unstrittig:

Leistung = Drehmoment x Drehzahl = Kraft x Geschwindigkeit

Oder man beschreibt die gesamte Kette im Antriebsstrang (der Einfachheit ohne Verluste):

Motordrehmoment x Motordrehzahl = Radmoment x Raddrehzahl = Zugkraft x Fahrzeuggeschwindigkeit

Diese Gleichung berücksichtigt (ohne das es gleich offensichtlich wird) die unterschiedlichsten Übersetzungen. Zwischen Motor und Kardanwelle liegt das Getriebe, zwischen Getriebe und Rad noch das Differential und zwischen Rad und Straße noch der Radumfang.

Beispiel mein S-MAX, der fährt bei 140km/h mit 2700U/min. Gehe ich auf volle Last, welche Radzugkraft kann er dann zur Verfügung stellen? Es gibt jetzt 2 Rechenwege, die zum gleichen Ergebnis führen, einmal über die Leistung, einmal über das Motormoment.

Bei 2700U/min kann er 330Nm liefern, ergibt eine Leistung von 93kW. Über F = P/v ergibt sich dann eine Radzugkraft von 2.4kN. Natürlich wird's etwas weniger sein, das Getriebe hat nur 90% Wirkungsgrad. Aber egal, ich hab' die Radzugkraft in diesem Arbeitspunkt. Einfach und unkompliziert.

Gehe ich den Weg über das Motordrehmoment (den ich jetzt nicht beschreite!) muß ich mal wissen in welchem Gang die Kiste gerade fährt, dann brauche ich die Getriebeübersetzung, die Endübersetzung und den Reifenradius. Letztendlich steht auch das gleiche Ergebnis, mit deutlich mehr Aufwand.

Es gibt natürlich auch Rechnungen, die über das Motormoment einfacher sind, beispielsweise die Beschleunigung aus dem Stillstand heraus. Es ginge auch über Leistung, allerdings nur über definierte Randbedingungen, Integral- und Differenzialrechnung mit Grenzwertberechnung. Viel zu kompliziert, aber nicht falsch.

Grüße,
Zeph

[GaryK]

Zitat:

@Rael_Imperial schrieb am 23. Juli 2020 um 22:52:13 Uhr:

Für den Mathematiker hast Du sicherlich Recht, ich bin aber Ingenieur. Und für den läuft lim(p/v) für v -> 0 gegen Unendlich.

Nicht wenn man die Leistungsabgabe des Motors wie beim E-Antrieb vereinfacht durch das Getriebe "proportional v bis Nenndrehzahl" betrachtet. Dann kürzt sich das raus und es bleibt das Drehmoment nebst dem durch die Übersetzung gegebenen Proportionalitätsfaktor stehen. Überraschung...

Bei einem CVT Getriebe und konstanter Leistung plus "unlimitiertem Grip" hättest du formal recht - was gut erläutert wieso CVT mit konstanter und maximaler Leistung schneller als ein Schaltgetriebe mit einem in allererster Näherung linearen Leistungsgradienten (damit ist p_mittel gleich 1/2 p_max) beschleunigen kann.

Was zudem praktisch irrelevant ist, weil im ersten Gang und "Stillstand" wie du selbst am Besten weisst ganz andere Effekte dominieren - rotierende Massen die auch beschleunigt werden wollen (Schwungrad/Motor, Räder, Achsen), eine Kupplung bzw. Wandlerschlupf existiert und nicht zuletzt die Traktionsgrenze der Reifen. Mehr als sinnlos Qualm geht nicht.

[Kurvenräuber135322]

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Zitat:

@Duke711 schrieb am 23. Juli 2020 um 00:55:05 Uhr:

Aber sicher kommt hier noch ein Lösungsvorschlag wie man die o.g. Gleichung lösen kann, die ist übrigens so richtig.

Da war keine Gleichung zum Lösen, sondern nur noch eine Zahl zum berechnen. Und dein Ergebnis "Null" war nun mal weit daneben. Kannst du das akzeptieren?

Ist dir schon mal in den Sinn gekommen das es ein Tippfehler etc. sein könnte?

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Zitat:

Mit Doppelbrüchen scheinst Du wohl so deine Schwierigkeiten zu haben?

Deine Kompetenz, mit solchen Vorwürfen um dich zu werfen, muss ich gerade doch etwas anzweifeln.

Du hast die Pionte nicht verstanden

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Zitat:

Du verräst uns sicher wie Du mit a = P / (v * m) eine Beschleunigung aus dem Stand ermittelst.

Auf die gleiche Weise, wie du es in deiner komplizierteren Version der selben Gleichung bei rpm = 0 tust. Die hat dann nämlich das exakt gleiche Problem.

Ganz ehrlich viel Ahnung scheinst Du nicht zu haben:

Beschleunigung aus dem Stand:

a = M * I / r * m

So einfach ist das, besonders einfach ist das bei einem Elektromotor. Bitte P / (v * m) nachmachen.

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Auf den ersten Ansatz kommt dann in beiden Formen als Beschleunigung "unendlich" heraus, und im Rahmen der üblichen Gültigkeits-Grenzen physikalischer Grundlagen-Formeln in der komplizierten Wirklich stimmt das in gewissen Sinne sogar.

Was für ein Quatsch, solltest Du uns mal vorrechnen.

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Etwas praktischer gesprochen ist der Moment des Anfahrens beim Auto in aller Regel vollständig haftreibungs-limitiert; es spielen also weder Drehmoment noch Leistung des Motors irgendeine nennenswerte Rolle. Es kommt allein auf die maximal verfügbare Reibung der Reifen an. Der komplette Rest verdampft in der Kupplung, oder wird für Reifenquietschen aufgewendet.

Achtung, Wiederhohlung:

Was für ein Quatsch:

https://de.mathworks.com/.../...-acceleration-of-a-tesla-model-s-p100d

Auch geht niemals die Leistung in die Kupplung, wäre das der Fall, würde die Kupplung verbrennen...

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Zitat:

Ebenso verräst Du uns mit a = P / (v * m) wie Du hier den Beschleunigunsverlauf innerhalb einer einzelnen Übersetzung genau auflösen kannst.

Indem man die tatsächliche Abhängigkeit der netto nutzbaren Leistung P(v) einsetzt, und durchrechnet. Das ist am Ende exakt die selbe Rechnung, die man auch mit dem Drehmomentverlauf M(v) oder mit der ebenfalls geschwindigkeitsabhängigen Radzugkraft F(v) machen würde.

Aha, wo bleibt die Beispielrechnung wie ebenso bei der Beschleunigung aus dem Stand, ist man dazu etwa nicht in der Lage, übersteigt das etwa seine Fähigkeiten?

[GaryK]

Ich bitte HÖFLICH und letztmalig darum auf Formulierungen wie "Aha, wo bleibt" .... nebst "übersteigt das etwas seinen Fähigkeiten?" zu verzichten. Du kannst freundlich drum BITTEN, das ist alles.

Weil die Beitragsregeln sagen "Bleib sachlich und werde nicht persönlich."

Und da wie oben bereits erwähnt bei konstanter Übersetzung und P = F x v sich "v" im Nenner herauskürzt ... rate was im Stillstand und der Annahme "Zahnradbahn" passiert. Und für jede andere Geschwindigkeit ungleich Null kannst du sowohl mit der Leistung bei Drehzahl X rechnen (das Moment wird impliziert) als auch mit dem Moment bei Drehzahl X (damit wird Leistung impliziert).

[Spannungsprüfer135469]

Zitat:

@Duke711 schrieb am 24. Juli 2020 um 13:22:57 Uhr:

Auch geht niemals die Leistung in die Kupplung, wäre das der Fall, würde die Kupplung verbrennen...

Wohin denn sonst, wenn der Motor dreht, die Getriebeseite aber noch steht? Ins All verdampft sie nicht als dunkle Energie. Die Leistung in einer Kupplung ist nunmal Drehzahlunterschied mal übertragenem Drehmoment. Das ganze lebt davon das der Anfahrvorgang nur wenige Sekunden dauert und genau davon redet Timmerings Jan.

Hier ein Beispiel wie man die Motorleistung in der Kupplung verbrennt...

https://youtu.be/oebzAIZEfxQ

Ach ja, wie lange dauert der Moment des Stillstandes während eines Anfahrvorgangs? Wie lange ist die Geschwindigkeit exakt 0?

Grüße,
Zeph

[FWebe]

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 24. Juli 2020 um 18:3:45 Uhr:

Ach ja, wie lange dauert der Moment des Stillstandes während eines Anfahrvorgangs? Wie lange ist die Geschwindigkeit exakt 0?

Eine Frage, die ich schonmal ähnlich gestellt habe.

Wie beschreibt man die Beschleunigung, wenn man die Zeit ignoriert?

dv/dt mit dt = 0 läuft auf das gleiche Problem hinaus, wie P/ v mit v = 0.

Deshalb auch die etwas merkwürdig anmutende Frage:
Wie schnell ist ein Körper, der mit einer Kraft beschleunigt wird?

[Timmerings Jan]

Zitat:

@Duke711 schrieb am 24. Juli 2020 um 13:22:57 Uhr:

Zitat:

@Timmerings Jan schrieb am 23. Juli 2020 um 22:08:13 Uhr:

Da war keine Gleichung zum Lösen, sondern nur noch eine Zahl zum berechnen. Und dein Ergebnis "Null" war nun mal weit daneben. Kannst du das akzeptieren?

Ist dir schon mal in den Sinn gekommen das es ein Tippfehler etc. sein könnte?

Durchaus. Angesichts des Tonfalls deiner Antwort(en) fiel es aber zunehmend schwer, das weiterhin für denkbar zu halten. Einen Tippfehler hättest du schon vorgestern einfach zugeben können.

[Fensterheber137612]

Zitat:

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.

Nein, die Aussage das Leistung einen Körper beschleunigen würde ist und bleibt aus physikalischer Sicht einfach falsch!

Die Leistung ist NICHT die Urasche für eine Beschleunigung. Leistung wird für eine Beschleunigung NICHT benötigt.
Die Leistung ist und bleibt nur eine Rechnengröße und erscheint nur, wenn es zu einer Beschleunigung bei Bewegung kommt! Trotzdem ist sie nicht die Ursache für eine Beschleunigung. Die Leistung ist beim Auto eine FOLGE vom Drehmoment wenn n != 0 gilt.

Zu sagen das man für eine Beschleunigung Leistung benötigen würde, ist genauso falsch wie wenn man sagt, dass man Reibung für eine Motordrehzahl benötigen würde.
Die Reibung ist eine FOLGE der Drehzahl, nicht anders rum. Das eine ist die Ursache, das andere die Wirkung.
Wenn es keine Drehzahl gibt, dann gibt es auch keine Reibung.
Und genauso gilt
Wenn es keine Kraft (oder Moment) gibt dann gibt es auch keine Beschleunigung.

Ohne Drehmoment gibt es keine Leistung! Das ist eine Tatsache!
Es gibt aber ein Drehmoment ohne Leistung! Das ist eine Tatsache!

Ohne Drehmoment/Kraft gibt es KEINE Beschleunigung. Das ist eine Tatsache!
Ohne Leistung gibt es aber sehr wohl Beschleunigung (im Anfahrpunkt). Das ist eine Tatsache!

Wenn man ein Auto mit konstanten Radmoment beschleunigt, dann beschleunigt das Auto konstant. Das ist eine Tatsache!
Wenn man ein Auto mit konstanter Radleistung beschleunigt, dann beschleunigt das Auto NICHT konstant. Das ist eine Tatsache!
Eine Beschleunigung aus dem Stand mit konstanter Leistung entspräche einer Hyperbel. Jeder Mathematiker wird das bestätigen, weil im Nenner n steht und n beim Anfahren nun mal bei Null beginnt!
Und das anfahren ist aus physikalischer Sicht KEIN 'Sonderfall'.

Und bis heute (und das wird bis in alle Zukunft gelten) hat hier noch keiner eine Formel genannt, wie man ein Auto mit konstanter Radleistung aus dem Stand beschleunigen kann. Weil es physikalisch NICHT MÖGLICH ist. Man kann da auch nicht irgendwie 'drumrumrechnen' wie einige behaupten. Und eine Zahnradbahn hilft da auch nicht, weil auch das Zahnrad im Stand die Drehzahl 0 hat

Und man kann auch kein Raumschiff mit Leistung beschleunigen, weil ein Raumschiff keine absolute Geschwindigkeit hat. P = F x v woraus folgt P = m x a x v und a = P / (m x v) versagt hier komplett, weil je nach Bezugspunkt (Erde, Sonne, Zentrum der Milchstraße) v immer unterschiedlich ist.
Raumschiffe beschleunigen aber trotzdem. Weil Kräfte auf sie einwirken.
Und Autos beschleunigen, weil eine (resultierende) Zugkraft auf sie einwirken. Und die Zukraft wird durch das Radmoment M = F x r erzeugt und nicht durch Radleistung.

Motorenprüfstände oder Antriebsprüfstande werden auch mit einer DREHMOMENTregelung betrieben, nicht mit einer LEISTUNGSregelung. Warum denn wohl.

Hier zu behaupten, beide Seiten hätten irgendwo recht ist schlicht falsch.

[Uwe Mettmann]

Bitte, könnt ihr mal mit eurer Huhn-Ei-Diskussion aufhören.

Es ist völlig uninteressant, welche Größe nun die Ursache und welche die Wirkung ist. Interessant ist nur, mit welcher Größe man das Verhalten eines Fahrzeugs besser betrachten kann.

Wenn es um die maximale oder sehr starke Beschleunigung geht (Autobahnauffahrt oder Überholen), ist die Betrachtung über die Motor-Leistung einfacher. Geht es darum, das Fahrverhalten bei niedriger Drehzahl zu beurteilen, wie es im üblichen Fahrbetrieb vorkommt, ist es das Motor-Drehmoment.

Weiterhin muss man unterscheiden zwischen, es wird nicht geschaltet wird oder die Gänge werden durchgeschaltet und das wird hier fleißig durcheinandergewirbelt.

Noch ein Punkt, was will ich? Bei der normalen Fahrweise fahre ich im Bereich des maximalen Motordrehmoments, somit ist die Betrachtung über das Motordrehmoment sinnvoll. Beschleunige ich maximal, fahre ich im Bereich der maximalen Motorleistung, also ist dann logischerweise die Motorleistung der wichtigere Parameter zur Betrachtung.

Gruß

Uwe

[Diabolomk]

Fast, im Alltag fährt man weder im Bereich des maximalen Drehmoments und für Vergleiche ist auch hier die Übersetzung zu berücksichtigen
Also einfach Leistung 😉 Wichtig bleibt dafür, dass in der Alltagsdrehzahl das Drehmoment lieber höher ist.