Die Mähr vom höheren Verbrauch in niedrigen Gängen

[Herr Rossi]

Ich wollte mal ausprobieren, was passiert, wenn ich auf den 5. Gang nach Möglichkeit verzichte.

 

Normalerweise schalte ich früh. Bei 55 km/h innerorts bin ich bereits im 4., auf Landstraße und Autobahn ab 80 km/h im 5. Gang.

Meine Strecke besteht aus 1/3 Bundesstraße und 2/3 Autobahn. Meistens fahre ich im Bereich um 120 bis 130.

 

In der Regel lande ich am Ende einer Tankfüllung bei 4,9 Liter, selten mal etwas darüber oder darunter.

Nun habe ich ein kleines nobelpreisverächtliches, nach streng wissenschaftlichen Kriterien und methodischen Mitteln durchgeführtes Experiment beendet.

Unter der Hypothese: „ Wenn ich in niedrigeren Gängen bei höherer Drehzahl fahre, dann erhöht sich auch der Verbrauch“, habe ich mein Schaltverhalten etwas geändert.

 

Nur noch zum Warmfahren und Auslaufen habe ich den 5. Gang benutzt, in der Stadt bin ich im 3. Gang geblieben.

Mit der 1. Tankfüllung habe ich versucht, auf der Autobahn möglichst Geschwindigkeiten von 120 zu erreichen, mit der zweiten Tankfüllung 130.

 

Überraschendes Ergebnis nach FIS:

 

• Tankfüllung
  

785 Kilometer

10:40 Std. gefahren

Durchschnittgeschwindigkeit 74 km/h

Verbrauch: 4,6 Liter

 

 

• Tankfüllung
  

740 Kilometer

10:30 Std. gefahren

Durchschnittsgeschwindigkeit 74 km/h

Verbrauch: 4,6 Liter

Der Verbrauch ist also gesunken:eek:!

 

Die alte Weisheit, dass leicht niedertouriges Fahren zu einem geringeren Verbrauch führt, mag für den alten Opel Astra Eco4 noch funktioniert haben, beim A2 TDI, 90 PS trifft dieses nicht zu, zumindest nicht bis zu den angetesteten Geschwindigkeiten.

Aber die Geräuschkulisse bei 3400 bis 3600 Touren im 4. Gang ist dann noch nervig.

 

Gruß

 

[Youngdriver]

 

Ach Puschi du bist echt eine Granate. Schreib mal an Autoblöd vielleicht wirste ja eingeladen mit deinem ULTIMATIVEN Spritspartip.

 

1erster April war gestern

 

YD

Bearbeitet 1. April 2009 von Youngdriver

[giant78]

Tankfüllung 785 Kilometer

[...]

Verbrauch: 4,6 Liter

 

 

• Tankfüllung
  

[...]

Verbrauch: 4,6 Liter

Der Verbrauch ist also gesunken:eek:!

4,6 = 4,6 -> gesunken?

Die alte Weisheit, dass leicht niedertouriges Fahren zu einem geringeren Verbrauch führt, mag für den alten Opel Astra Eco4 noch funktioniert haben, beim A2 TDI, 90 PS trifft dieses nicht zu, zumindest nicht bis zu den angetesteten Geschwindigkeiten

Genau der letzte Satz ist wichtig. Der spezifische Verbrauch ist ein Kennfeld mit der Abhängigkeit b = f(M,n). Es ist durchaus nicht ausgeschlossen, dass es zwei Betriebspunkte (M1,n1) und (M2,n2) mit b1 = b2 gibt. Nächste Fehlerquellen sind die Genauigkeit der Tankfüllung und des FIS.

 

Um das ganz "praktisch" zu erfahren, wäre folgendes "Verfahren" möglich:

Fahrzeug vollständig enttanken und anschließend mit einer fixen Masse Kraftstoff befüllen; mit einer externen Kraft auf eine bestimmte Geschwindigkeit bringen und erst dann den Motor starten und mit einem Gang eine const Geschwindigkeit fahren, bis der Saft alle ist. Das ganz mit anderen Gängen wiederholen. Wenn identische Bedingungen geherrscht haben (Klima, Fahrzeug, Fahrbahn, Fahrer, ...) ist die Strecke nur vom Gang und damit vom Betriebspunkt abhängig. ... Halt, auch das Getriebe hat einen Wirkungsgrad. Wenn nun also der Getriebewirkungsgrad bei hohen Eingangsdrehzahlen besser ist, gleicht dies einen schlechter Motorwirkungsgrad wieder aus und dieser Versuch wäre auch für den Fisch.

 

Ergo: Es wird wohl nicht so einfach möglich sein, den wirklich optimalen Gang in Abhängigkeit der Fahrsituation zu wählen.

[btroll]

aus den anzeigen des FIS habe ich auch den eindruck erhalten das der verbrauch in form einer parabel abgebildet werden könnte. zu tiefe drehzahlen lassen die momentanzeige l/km wieder nach oben gehen. das betrifft den bereich unter 11..1200U/min beim mitrollen.

[A2-s-line]

@giant78:

 

[...]In der Regel lande ich am Ende einer Tankfüllung bei 4,9 Liter, selten mal etwas darüber oder darunter.[...]

 

Franny, danke für den Tip. So kann ich mir den Umbau auf den langen 5., den ich mir irgendwann mal vorgenommen habe, ja ad acta legen....

[cer]

Jepp.

Untertourig heißt untertourig – will sagen, unterhalb des Bereiches in dem (ich sag's mal ganz bewusst unprofessionell) die Technik am besten funktioniert. Da brauch ich keine wochenlangen Versuchsfahrten, auch nicht, wenn sie nur hypothetisch sind. Ein paar hunderttausend Kilometer selbst "erfahrener" Kilometer und ein bisserl Gefühl für Technik reichen da vollkommen aus. Zu guter Letzt hat das Ganze noch eine anderen Aspekt: Im "richtigen" Drehzahlbereich bewegt, dürfte das Maschinchen ein wenig seltener kaputt gehen.

 

Der lange 5. (oder 6.) macht natürlich trotzdem Sinn. Schließlich bewegt man sich jenseits der 130 weit über dem optimalen Bereich...

Bearbeitet 2. April 2009 von cer
Ergänzung

[chbig]

Wenn ich jetzt mal ganz blöd fragen darf,

 

Wo liegt denn der "Bereich in dem die Technik am Besten funktioniert" bei nem 1.4 TDI mit 75PS.

 

Hab jetzt meine Kugel noch nicht mal ne Woche und fahre eher untertourig als "überdreht". Wo liegt denn der optimale Drehzahlbereich zum Spritsparenden fahren? Wo liegt die optimale Geschwindigkeit? Habt ihr vielleicht nen Link wo das ganze schon behandelt wurde?

 

Danke

[giant78]

@A2-s-line:

 

Stimmt, überlesen.

 

Das macht den Vergleich aber noch ungenauer, da zwischen üblichen Tankfüllungen und den Messfahrten ganz unterschiedliche Voraussetzungen vorliegen können. So kann das Klima durchaus für die Hiochdrehzahlversuche Vorteile bringen (kalte, pupstrockene Luft; Rückenwind; ...). Er müsste diesen diesen Versuch auf jeweils ein Jahr ausdehnen, dann wird's statistisch ausgegleichener und der noble Preis rückt nahe.

 

Zumindest im Stadtverkehr mit Autobahn (80 km/h) macht es recht verbrauchsmäßig wenig aus, ob ich im 4. oder 5. fahre. Im Winter meist mit höherer n, wegen der Lima.

 

@ chbig:

 

Such mal nach den Wörtern Verbrauchskennfeld, Muscheldiagramm, spezifizischer Kraftstoffverbrauch; hier und im www. Vielleicht gibt es sogar irgendwo so ein Verbrauchskennfeld des kleinen Diesels. Das Verbrauchskennfeld ergibt aber erst den Verbrauch in (g/kWh). Die Umrechnung in (l/100km) ist etwas aufwändig, aber machbar. Dann kommen noch die Wirkungsgradkennfelder der einzelnen Antriebselemente hinzu (jede Verzahnung, jedes Lager, Kupplung, ...), was die Sache nicht einfach macht.

Daumenwert für niedrigen Verbrauch: n = 2000 /min, M nahe Volllast.

[Gast maulaf]

Ich wollte mal ausprobieren, was passiert, wenn ich auf den 5. Gang nach Möglichkeit verzichte.

 

Normalerweise schalte ich früh. Bei 55 km/h innerorts bin ich bereits im 4., auf Landstraße und Autobahn ab 80 km/h im 5. Gang.

 

Meine Strecke besteht aus 1/3 Bundesstraße und 2/3 Autobahn. Meistens fahre ich im Bereich um 120 bis 130.

 

In der Regel lande ich am Ende einer Tankfüllung bei 4,9 Liter, selten mal etwas darüber oder darunter.

 

 

Nun habe ich ein kleines nobelpreisverächtliches, nach streng wissenschaftlichen Kriterien und methodischen Mitteln durchgeführtes Experiment beendet.

 

 

Unter der Hypothese: „ Wenn ich in niedrigeren Gängen bei höherer Drehzahl fahre, dann erhöht sich auch der Verbrauch“, habe ich mein Schaltverhalten etwas geändert.

 

Nur noch zum Warmfahren und Auslaufen habe ich den 5. Gang benutzt, in der Stadt bin ich im 3. Gang geblieben.

 

 

Mit der 1. Tankfüllung habe ich versucht, auf der Autobahn möglichst Geschwindigkeiten von 120 zu erreichen, mit der zweiten Tankfüllung 130.

 

Überraschendes Ergebnis nach FIS:

 

• Tankfüllung
  

785 Kilometer

10:40 Std. gefahren

Durchschnittgeschwindigkeit 74 km/h

Verbrauch: 4,6 Liter

 

 

• Tankfüllung
  

740 Kilometer

10:30 Std. gefahren

Durchschnittsgeschwindigkeit 74 km/h

Verbrauch: 4,6 Liter

 

 

Der Verbrauch ist also gesunken:eek:!

 

Die alte Weisheit, dass leicht niedertouriges Fahren zu einem geringeren Verbrauch führt, mag für den alten Opel Astra Eco4 noch funktioniert haben, beim A2 TDI, 90 PS trifft dieses nicht zu, zumindest nicht bis zu den angetesteten Geschwindigkeiten.

 

Aber die Geräuschkulisse bei 3400 bis 3600 Touren im 4. Gang ist dann noch nervig.

 

Gruß

 

 

Bitte beim Vergleichen bedenken, dass die Diesel im Normalfall keine Drosselklappe haben. D.h., die einzige Möglichkeit die Leistung zu regeln liegt in der eingespritzten Spritmenge (und der Abgasrückführung).

Der Diesel wird entsprechend der geforderten Leistung die entsprechende Spritmenge einsetzen. Die NOx-Problematik mit mageren Gemischen wird mit dem AGR entgegen gewirkt.

 

Die "alten" Euro1/2 Diesel waren deutlich sparsamer und spritziger im Vergleich zu den aktuellen Euro3/4 Diesel, weil die Rußpartikel und NOx Grenzwerte nicht so streng waren. Diese "alten" Diesel konnten dann gnadenlos fett (Vollgas) oder mager (wenig Gas) gefahren werden.

 

Beim Benziner wird die Leistung über die Drosselklappe (zum Teil auch über AGR) gesteuert. Daher ist hier ein eher niedrig-touriges Fahren mit viel Gas (offene Drosselklappe) deutlich spritsparender als mit hoher Drehzahl und wenig Gas (geschlossene Drosselklappe)

 

Von daher ist beim Diesel das Spritsparen nicht ganz so drehzahlabhängig, wie beim Benziner.

 

Bei Euro5 Diesel wird wahrscheinlich das Spritsparen dem Benziner ähnlicher werden, d.h. eher niedrig-tourig.

 

Ein Streng wissenschaftlicher Versuch würde aber so aussehen:

* Doppelt-Blind Versuch

* Statistische Versuchsplanung für die Reihenfolge und Kombination der Konfigurationen

* min. 3 Wiederholungen jeder Konfiguration

* Berücksichtigung aller einflußnehmenden Parameter

- Motortemperatur

- Reifenart

- Aussentemperatur

- Wind

- Laune vom Fahrer

- Straßeneigenschaft (Regennass, feucht, trocken)

- Streckenprofil

- Geschwindigkeitsprofil

- mit/ohne GRA

 

Bitte bedenke, dass Du evtl. unbewusst einen "selbsterfüllenden" Versuchsablauf durchgeführt hast. Um eine endgültige Aussage zu treffen, müsstest Du die beiden Konfigurationen min. 3 mal durchführen. Dabei sollten gleiche Konfiguration niemals direkt hintereinander durchgeführt werden.

Aus diesem Grunde werden meistens auch doppelt-blind Versuche durchgeführt. Die unbewusste Neigung zu einem gewünschten Versuchsergebnis ist leider immer gegeben...

 

 

Gruß

Lutz, der mal wieder nicht an sich halten konnte

 

P.S.: Könnte es evtl. sein, dass die gemessenen Werte bei den aktuellen "warmen" Temperaturen durchgeführt worden sind? Die alten Meßwerte bei den eher "kälteren" ?

Bearbeitet 2. April 2009 von maulaf

[Wolfgang B.]

Wenn ich jetzt mal ganz blöd fragen darf,

 

Wo liegt denn der "Bereich in dem die Technik am Besten funktioniert" bei nem 1.4 TDI mit 75PS.

 

Hab jetzt meine Kugel noch nicht mal ne Woche und fahre eher untertourig als "überdreht". Wo liegt denn der optimale Drehzahlbereich zum Spritsparenden fahren? Wo liegt die optimale Geschwindigkeit? Habt ihr vielleicht nen Link wo das ganze schon behandelt wurde?

 

Danke

 

In dem Augenblick,wo du das max.Drehmoment erreichst,beim 75 PS tdi

glaube ich bei 1950 U/pm ,hast du den optimalen Betriebszustand.

 

so long

[AH.]

In dem Augenblick,wo du das max.Drehmoment erreichst,beim 75 PS tdi

glaube ich bei 1950 U/pm ,hast du den optimalen Betriebszustand.

Hallo,

 

das trifft so nicht zu. Weiterhin ist zu bedenken, daß man das max. Drehmoment nur bei Vollgas erreicht - ein Betriebszustand, der nicht immer realisierbar ist . Um den Verbrauch zu beurteilen, benötigt man ein Verbrauchskennfeld des Motors.

 

Allgemein ist man gut beraten, bei Konstantfahrten den höchstmöglichen Gang zu wählen. Bei Ottomotoren ist dies noch wichtiger, als bei Dieselmotoren.

 

Also: Auch wenn der Bestpunkt des spezifischen Verbrauchs [g/kWh] eines Motors vielleicht bei 1950 1/min und 90% des maximalen eff. Mitteldrucks liegt, ist es nicht ratsam, bei einer Konstantfahrt mit z.B. 50 km/h eine Gangstufe mit einer Motordrehzahl von 1950 1/min zu wählen. Das ist nachteilig, da der Motor dann nämlich in einem Betriebszustand mit vielleicht nur 10% des maximalen eff. Mitteldrucks betrieben wird, wo der spezifische Verbrauch hoch ist.

 

Um den Sachverhalt weiter zu Verklaren, ist nachfolgend ein Verbrauchskennfeld eines willkürlichen Dieselmotors verlinkt. Die Höhenlinien stellen dabei den spezifischen Verbrauch [g/kWh] als Funktion von eff. Mitteldruck ("Drehmoment") und Drehzahl dar:

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Brake_specific_fuel_consumption.svg

 

Gruß

 

Andreas

Bearbeitet 16. April 2009 von AH.
Ergänzung

[chbig]

@AH: Soll also heißen, bei Konstantfahrt im höchstmöglichen Gang mit niedriger Drehzahl fahren. Was ist bei Ortsdurchfahrten mit 50. Ist da der 5 Gang zu hoch (der dreht da glaub so zwischen 1100 - 1200) oder nicht?

 

Wie siehts beim Beschleunigen aus? Wenn es der Verkehr zulääst Vollgas bis ca 2000 U und dann schalten oder langsam Gas geben und langsam schneller werden und dann bei 2000 U schalten?

[AH.]

Soll also heißen, bei Konstantfahrt im höchstmöglichen Gang mit niedriger Drehzahl fahren. Was ist bei Ortsdurchfahrten mit 50. Ist da der 5 Gang zu hoch (der dreht da glaub so zwischen 1100 - 1200) oder nicht?

Hallo,

 

alle Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl sind brauchbar. 1100 1/min sind daher nicht zu gering.

 

Wie siehts beim Beschleunigen aus? Wenn es der Verkehr zulääst Vollgas bis ca 2000 U und dann schalten oder langsam Gas geben und langsam schneller werden und dann bei 2000 U schalten?

Eine interessante Frage. Wenn es nur um die Beschleunigung geht, sollte man theoretisch nahezu Vollgas geben. Aber: Nach der Beschleunigung (wo der Motor in einem wirkungsgradoptimalen Betriebspunkt arbeiten kann) folgt meist eine Konstantfahrt (wo der Motor von einem wirkungsgradoptimalen Betriebspunkt weit entfernt ist). Ich meine daher: Man sollte langsam beschleunigen, die Dauer der Beschleunigung ausdehnen und damit die Zeit, in der der Motor in einem (einigermaßen) günstigen Betriebspunkt arbeitet, ausdehnen. Wenn Du das Verbrauchskennfeld ansiehst, wirst Du erkennen, daß man v.a. ganz geringe Motorlasten (= eff. Mitteldrücke [bar]) vermeiden sollte. Zwischen 50% Last und 100% Last ist der Unterschied im spezfischen Verbrauch dagegen nicht mehr so groß.

Also: Sanft (nicht Vollgas) und im höchstmöglichen Gang beschleunigen und diesen Zustand so lange wie möglich genießen Die Umwelt wird sich auch darüber freuen, da stark instationäre Betriebsbedingungen zu höheren Schadstoffemissionen führen können.

 

Gruß

 

Andreas

Bearbeitet 16. April 2009 von AH.
Ergänzung

[chbig]

Aber wenn ganz geringe Motorlasten vermieden werden sollen, dann ist beschleunigen im höchstmöglichen Gang ja eher kontraproduktiv

 

(Kann das Kennfeld leider nicht anschauen, hab hier kein Plugin dafür, muß ich zu Hause machen heute abend)

[AH.]

Aber wenn ganz geringe Motorlasten vermieden werden sollen, dann ist beschleunigen im höchstmöglichen Gang ja eher kontraproduktiv

Hallo,

 

nein. Im höheren Gang ist die Drehzahl geringer und die Last entsprechend höher.

 

Leistung = Drehzahl x Drehmoment.

 

Drehmoment = effektiver Mitteldruck = Last.

 

Eine geforderte Leistung wird im höchstmöglichen Gang daher mit höchstmöglicher Last (und geringsmöglicher Drehzahl) erbracht.

 

Nochmal ganz deutlich:

 

kleiner Gang = geringe Last und hohe Drehzahl

großer Gang = hohe Last und geringe Drehzahl

 

Gruß

 

Andreas

Bearbeitet 16. April 2009 von AH.

[lebodo]

Hallo,

 

da beim Beschleunigen eine zusätzliche Menge Kraftstoff eingespritzt wird, könnte man die Diskussion um einen weiteren Aspekt bereichern:

Den 1. Gang so weit ausdrehen, bis man direkt in den 3. Gang schalten kann. So erspart man sich einmal Gaspedal durchtreten.

 

Le Bodo

[chbig]

Hab mir gerade das Diagramm angeschaut. Würde ja praktisch heißen, dass bei einem Mitteldruck von 15 Pe /bar und ca 2000U am wenigsten Sprit verbraucht wird.

Umgerechnet wäre es dann eine Leistung von 30000.

 

Im Vergleich dazu bei gleicher Leistung wären es dann (7,5 Pe/bar bei 4000U) ca 7% mehr Spritverbrauch, richtig? Das sind bei einem Durchschnittsverbruach von 5 Litern/100 km bei Konstantfahrt gerade mal 0,35l mehr.

 

Ich hätte da jetzt nen höheren Wert erwartet, vor allem weil die Drehzahl wesentlich höher ist. Oder hab ich nen Rechenfehler drin?

[AH.]

Hab mir gerade das Diagramm angeschaut. Würde ja praktisch heißen, dass bei einem Mitteldruck von 15 Pe /bar und ca 2000U am wenigsten Sprit verbraucht wird. Umgerechnet wäre es dann eine Leistung von 30000.

Hallo,

 

wenn wir eine einheitenlose, auf einen Motor normierte Leistung betrachten, kann man das so formulieren. Für die tatsächliche Leistung eines Motors [kW] spielt bekanntlich auch noch das Hubvolumen eine Rolle

Meine Angabe Drehmoment = eff. Mitteldruck war vereinfacht (gemeint war: Bei einem Motor ist das Drehmoment proportional zum eff. Mitteldruck) und daher möglicherweise mißverständlich.

 

Im Vergleich dazu bei gleicher Leistung wären es dann (7,5 Pe/bar bei 4000U) ca 7% mehr Spritverbrauch, richtig? Das sind bei einem Durchschnittsverbruach von 5 Litern/100 km bei Konstantfahrt gerade mal 0,35l mehr.

Prinzipiell ist es richtig, daß dieser Motor bei den Betriebspunkten 7,5 bar & 4000 1/min und 15 bar & 2000 1/min dieselbe Leistung erbringt. Der spezifische Verbrauch beträgt im ersten Betriebspunkt 265 g/kWh, im zweiten Betriebspunkt ~ 210 g/kWh. Daraus ergibt sich ein Mehrverbrauch für den Betriebspunkt bei 4000 1/min von ~ 26 %.

 

Man sollte zudem bedenken, daß ein Audi A2 nach überschlägiger Rechnung (Strömungswiderstand und Rollwiderstand) für eine Konstantfahrt mit 50 km/h nur ca. 3 kW Motorleistung benötigt und für eine Konstantfahrt mit 100 km/h nur ca. 12 kW. Gerade bei geringen Geschwindigkeiten ist der Motor daher in jeder Fahrstufe recht weit vom Bestbereich entfernt. Je geringer die Fahrstufe ist, umso weiter.

 

Ich habe schnell überschlagen, daß ein Motor mit 1,4 l Hubvolumen bei 2000 1/min einen eff. Mitteldruck von 1,3 bar benötigt, um eine Leistung von 3 kW zu erzeugen (was einer Konstantfahrt mit 50 km/h entspricht). Im Diagramm kann man ablesen, wie hoch der spezfische Verbrauch des Motors in so einem Betriebspunkt wäre (ca. 400 g/kWh)

Gelingt es hingegen, einen Lastpunkt mit 1000 1/min und 2,6 bar anzusteuern (der ebenso 3kW erbringt), betrüge der spezifische Verbrauch nur 280 g/kWh - ein nicht unerheblicher Minderverbrauch. Hier wird deutlich, warum es so ineffektiv ist, mit 50 km/h im 3. Gang zu fahren, wie man es leider (immer noch?) in der Fahrschule lernt.

 

Gruß

 

Andreas

Bearbeitet 16. April 2009 von AH.

[jovi]

Zur Untermauerung des vorhergesagten etwas aus dem richtigen Diagramm:

100km/h Leistungsbedarf ca.11kw

4.Gang (beim ATL) 2800/min be=315g/kWh

5.Gang 2200/min be=290g/kWh

ergo 8,6% weniger!