Tue Jun 01 07:28:30 CEST 2010
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2010, 6 (1KA/B/C), Golf, GOLF VI, Mitteldruck, Muscheldiagramm, Spezifischer Verbrauch, TDI, TECHNIK, TSI, Verbrauchskennfeld, VI (1K), VW
 Golf V 125 kW Verbrauchskennfeld
Mitteldruck der Golf VI Motoren
Aus dem Motorlexikon:
"... Der Mitteldruck ... ermöglicht, Motoren unterschiedlicher Hubräume miteinander zu vergleichen. Er stellt die auf das Hubvolumen bezogene Arbeit je Arbeitsspiel dar und hat physikalisch gesehen die Einheit z. B. eines Druckes.
Bei wikipedia findet man:
"... Vereinfacht dargestellt, kann man das Gaspedal im Fahrzeug als Mitteldruckregler betrachten. ... * Serien-Turbo-Ottomotoren: bis zu 20 bar * Serien-Dieselmotoren: bis zu 22 bar * Mercedes C-Klasse 250 CDI: 29,3 bar bei einem Turbo-Diesel-Motor (doppelter Druck vorm Einlassventil führt zu ungefähr doppeltem Mitteldruck) ..."
I.d.R. erreicht man den maximalen Mitteldruck im Falle des maximalen Drehmoments.
Und warum wird der maximale Mitteldruck betrachtet? Weil es mal wieder keine Daten für den Teillastbereich gibt.
Die Drehmomentkurve wird auch als Vollgaskurve bezeichnet. Sie stellt den Fall der Maximalbeschleunigung dar = maximaler Mitteldruck.
Schaut man sich ein Muscheldiagramm (Verbrauchskennfeld) an, ist ganz oben die Drehmomentkurve eingezeichnet.
Auf der X-Achse steht die Drehzahl, auf der Y-Achse der Mitteldruck. Darunter liegt der effizienteste Bereich, indem der Motor seinen geringsten spezifischen Verbrauch hat. Die Fläche ist von einer Linie umgeben.
Ziel ist es in diesen Bereich zu kommen. Gibt man kein Gas, bewegt man sich unten auf der X-Achse. Um nach oben in den effizientesten Bereich zu kommen, muß man Last erzeugen, d.h. "Gas geben".
Der Mitteldruck, ab dem der effizienteste Bereich beginnt, ist aber wesentlich tiefer, als der maximal mögliche Mitteldruck. Man bewegt sich hier im Teillastbereich. Siehe Grafik Golf V 125 kW Muscheldiagramm -> der effizienste Bereich beginnt bei ca. 13 bar und endet bei etwa 18 bar.
Da man hierzu aber keine Angaben findet, berechnet man den maximal möglichen Mitteldruck bei Vollgas und orientiert sich an diesem. Die sich so ergebende Reihenfolge sollte auch für den darunter liegenden effizientesten Bereich im Teillastbetrieb = "Alltag" gelten. Diesen will man ja eigentlich vergleichen.
Und jetzt Werte für den maximalen Mitteldruck (P, indiziert):
[Zur Berechnung braucht man die kW-Werte => Leistung (kW) = Drehmoment (Nm) x Drehzahl : 9550]
Golf VI TDI Modelle:
1.6 TDI 77 kW = 1.598 cm³ 1.500 U/min = 250 Nm = 39,27 kW = 19,66 bar -> bei 51 % der Maximalleistung 2.500 U/min = 250 Nm = 65,45 kW = 19,66 bar -> bei 85 % der Maximalleistung 4.400 U/min = 77 kW = 13,14 bar
2.0 TDI 81 kW = 1.968 cm³ 1.750 U/min = 250 Nm = 45,81 kW = 15,96 bar -> bei 56,6 % der Maximalleistung 4.100 U/min = 81 kW = 12,05 bar
2.0 TDI 103 kW = 1.968 cm³ 1.750 U/min = 320 Nm = 58,64 kW = 20,43 bar -> bei 56,9 % der Maximalleistung 2.500 U/min = 320 Nm = 83,77 kW = 20,43 bar -> bei 81,3 % der Maximalleistung 4.200 U/min = 103 kW = 14,95 bar
GTD 2.0 TDI 125 kW = 1.968 cm³ 1.750 U/min = 350 Nm = 64,14 kW = 22,35 bar -> bei 51,3 % der Maximalleistung 2.500 U/min = 350 Nm = 91,62 kW = 22,35 bar -> bei 73,3 % der Maximalleistung 4.200 U/min = 125 kW = 18,15 bar
Zum Vergleich der bei wikipedia genannte Mecedes C250 CDI 150 kW = 2.143 cm³ 1.600 U/min = 500 Nm = 83,77 kW = 29,32 bar -> bei 55,85 % der Maximalleistung 1.800 U/min = 500 Nm = 94,24 kW = 29,32 bar -> bei 62,83 % der Maximalleistung 4.200 U/min = 150 kW = 20,00 bar
Golf VI Sauger:
1.4 MPI 59 kW = 1.390 cm³ 3.800 U/min = 132 Nm = 52,52 kW = 12,61 bar -> bei 89 % der Maximalleistung 5.000 U/min = 59 kW = 10,19 bar
1.6 MPI 75 kW = 1.595 cm³ 3.800 U/min = 148 Nm = 58,89 kW = 11,86 bar -> bei 78,5 % der Maximalleistung 5.600 U/min = 75 kW = 10,08 bar
Golf VI TSI Modelle:
1.2 TSI 63 kW = 1.197 cm³ 1.500 U/min = 160 Nm = 25,13 kW = 16,8 bar -> bei 39,9 % der Maximalleistung 3.500 U/min = 160 Nm = 58,64 kW = 16,8 bar -> bei 93,1 % der Maximalleistung 4.800 U/min = 125 Nm = 63,00 kW = 13,16 bar
1.2 TSI 77 kW = 1.197 cm³ 1.500 U/min = 175 Nm = 27,49 kW = 18,37 bar -> bei 35,7 % der Maximalleistung 4.100 U/min = 175 Nm = 75,13 kW = 18,37 bar -> bei 97,6 % der Maximalleistung 5.000 U/min = 77 kW = 15,44 bar
1.4 TSI 90 kW = 1.390 cm³ 1.500 U/min = 200 Nm = 31,41 kW = 18,08 bar -> bei 34,9 % der Maximalleistung 4.000 U/min = 200 Nm = 83,77 kW = 18,08 bar -> bei 93,1 % der Maximalleistung 5.000 U/min = 90 kW = 15,54 bar
1.4 TSI 118 kW = 1.390 cm³ 1.500 U/min = 240 Nm = 37,70 kW = 21,70 bar -> bei 32 % der Maximalleistung 4.500 U/min = 240 Nm = 113,09 kW = 21,70 bar -> bei 95,8 % der Maximalleistung 5.800 U/min = 118 kW = 17,56 bar
(118 vs. 90 kW: gleiche Drehzahl = 20 % mehr Leistung = 20 % mehr Druck = besserer spezifischer Verbrauch)
1.8 TSI 118 kW = 1.798 cm³ 1.500 U/min = 250 Nm = 39,27 kW = 17,47 bar -> bei 33,28 % der Maximalleistung 4.500 U/min = 118 kW = 17,50 bar 6.200 U/min = 118 kW = 12,70 bar
Das Fahrzeug zum Muscheldiagramm oben: Golf V 1.4 TSI 125 kW = 1.390 cm³ 1.750 U/min = 240 Nm = 43,98 kW = 21,70 bar -> bei 35,2 % der Maximalleistung 4.500 U/min = 240 Nm = 113,09 kW = 21,70 bar -> bei 90,5 % der Maximalleistung 6.000 U/min = 125 kW = 17,99 bar
POLO GTI 1.4 TSI 132 kW = 1.390 cm³ 2.000 U/min = 250 Nm = 52,36 kW = 22,60 bar -> bei 32,2 % der Maximalleistung 4.500 U/min = 250 Nm = 117,8 kW = 22,60 bar -> bei 89,2 % der Maximalleistung 6.200 U/min = 132 kW = 18,38 bar
Sportlich, "auf Drehzahl" abgestimmte TSI Modelle (kein "Schongang"):
GTI 2.0 TSI 155 kW = 1.984 cm³ 1.700 U/min = 280 Nm = 49,84 kW = 17,73 bar -> bei 32,2 % der Maximalleistung 5.200 U/min = 280 Nm = 152,46 kW = 17,73 bar -> bei 98,4 % der Maximalleistung 5.300 U/min = 155 kW = 17,69 bar 6.200 U/min = 155 kW = 15,12 bar
R 2.0 TSI 199 kW = 1.984 cm³ 2.500 U/min = 350 Nm = 91,62 kW = 22,17 bar -> bei 46 % der Maximalleistung 5.000 U/min = 350 Nm = 183,25 kW = 22,17 bar -> bei 92,1 % der Maximalleistung 6.000 U/min = 199 kW = 20,06 bar
Zum Vergleich der Audi TT 2.0 TFSI mit Audi valvelift system 155 kW = 1.984 cm³ 1.600 U/min = 350 Nm = 58,64 kW = 22,17 bar -> bei 37,8 % der Maximalleistung 4.200 U/min = 350 Nm = 153,93 kW = 22,17 bar -> bei 99,3 % der Maximalleistung 4.300 U/min = 155 kW = 21,80 bar 6.000 U/min = 155 kW = 15,63 bar
Stand: 25.02.2011
Die Beurteilung überlassse ich jedem selbst. Hoffentlich habe ich keinen Unsinn verzapft.
VG myinfo |
Auf eure Kommentare bin ich gespannt, also haut rein in die Tasten.
Tue Jun 01 08:40:01 CEST 2010 |
Trennschleifer134190
Ein kleiner Schönheitsfehler ... der 1,6 MPI hat keinen Hubraum von 1.5 cm³ ;-)
Ansonsten: Danke für die aussagekräftigen Werte.
Tue Jun 01 08:42:38 CEST 2010 |
myinfo
@ JeanLuc
Ups!
Tue Jun 01 12:30:39 CEST 2010 |
thoelz
@ TE:
Vielen Dank für den schönen Bericht.
ich freue mich immer sehr, wenn mal etwas technisches Wissen besprochen wird.
Kurzer, Rest-Mittagspausenkompatibler Kommentar:ja, mittels des maximalen Mitteldruckes lassen sich Motoren verschiedener Hubräume leicht vergleichen.
Wobei der Mitteldruck übrigens kein Druck ist, der sich mit einem Manometer irgenwo ablesen ließe, sondern ein aus dem spezifischen Drehmoment errechneter Wert.
Ein, für Saugmotoren ordentlicher Wert von 100Nm/Liter entspricht ziemlich genau 12,5bar Mitteldruck.
Hat ein 2Lter Motor 200Nm (100Nm/L) entspricht dies ca 12,5 bar Mitteldruck.
Hat er 160Nm sind es 10 bar (einfacher Dreisatz).
Ein 1,5Liter Motor mit 150Nm hat 100Nm/Liter, also auch 12,5bar maximalen Mitteldruck.
Da der Mitteldruck also nichts anders als ein Drehmoment pro Hubraum ist, erreicht man den maximalen Mitteldruck also nicht nur "i.d.R." im Falle des maximalen Drehmomentes, sondern immer
Ein Motor mit hohem maximalen Mitteldruck kann oftmals, muß aber nicht zwangsläufig sparsam sein. Dazu spielen zu viele andere Faktoren hinein.
Tendentiell ist ein Saugmotor mit hohem Mitteldruck sparsamer, da dieser für einen gut abgestimmten, hoch verdichteten Motor spricht (bei turbogeladenen Motoren ist eine solche Schlußfolgerung nicht möglich, da die Höhe des Ladedrucks die Höhe des Mitteldrucks wesentlich stärker beeinflußt als dies die Güte der Grundkonstruktiuon tut).
Aber auch ein Gegenbeispiel: z.B. verzichtet man bei einem Motor auf eine Vollastanreicherung, sinkt das maximale Drehmoment/Mitteldruck etwas, zugleich wird der Motor bei Vollast jedoch deutlich sparsamer.
Zu dem Muscheldiagramm:
Typisches Diagramm, welches so prinzipiell bei allen Motoren aussieht und anschaulich zeigt, daß der Motor im unteren/mittleren Drehzahlbereich bei ca 2/3-Last am effizientesten arbeitet. Bei Vollast steigt der Verbrauch meist durch Anfettung, bei wenig Last da das Verhältnis von abgerufener Leistung zu innerer Reibleistung sehr ungünstig wird.
Bei hohen oder sehr niedrigen Drehzahlen sinkt der Wirkungsgrad, da der Motor außerhalb des Bereiches läuft, für den die Steuerzeiten, Kanalgestaltungen, Strömungswege etc. optimiert sind.
Tue Jun 01 13:29:08 CEST 2010 |
Trennschleifer8157
sehr interessanter beitrag - besten dank !
hat eventuell jemand ergaenzend zu dem bisher gesagten daten in sachen kompression (bzw. grenzwerte der zylinderkompression am verschleisspunkt) fuer einige der motoren griffbereit ?
mich wuerde mal interessieren, inwieweit sich hier von den geforderten werten ein rueckschluss auf den betriebsbereich des motors ziehen laesst. 12.5bar im falle eines saugmotors waere ja durchaus die passende groessenordnung...
interessierte gruesse vom doc
Tue Jun 01 14:54:18 CEST 2010 |
Spurverbreiterung52200
Hallo,
stammt das Muscheldigramm vom Golf V GT 1.4 TSI mit 170 PS ? Der Mitteldruck würde auch in etwa passen, verglichen mit dem Scirocco 1.4 TSI (den ich habe) und Polo GTI 1.4 TSI ...
Das hieße für mich Gaspedal zu 70-75% durchdrücken und bei ca. 3000rpm schalten?
Wed Jun 02 04:08:36 CEST 2010 |
myinfo
@ racaille
Das MD ist vom Golf V GT 1.4 TSI mit 170 PS, es wurde hier im Forum mal gepostet. Die Grafik findet sich auch im Artikel: Neuer Ottomotor mit Direkteinspritzung und Doppelaufladung von Volkswagen, Teil 2: Thermodynamik, in der MTZ 12/2005.
-> Um in oder nahe an den effizientesten Bereich zu kommen, muß man Last erzeugen.
-> wikipedia "... Vereinfacht dargestellt, kann man das Gaspedal im Fahrzeug als Mitteldruckregler betrachten."
-> Dies ist aber nur die halbe Wahrheit. Entscheidend ist noch der eingelegte Gang und die dabei gefahrene Geschwindigkeit und gewünschte Beschleunigung. Wie beschleunigt man effizient? Wie mit dem Fahrrad. Im kleinen = leichten Gang hat man die beste Beschleunigung, da der Widerstand am geringsten ist. Leider ist hier die Last am geringsten, d.h. auch der Mitteldruck. (-> in der Grafik ist man ganz links bei sehr tiefer Drehzahl = "unterhalb der Teillast" = ungünstiger Bereich.) Der einzige Weg den Mitteldruck etwas zu erhöhen, ist kurz, kräftig Gas geben und schnell in den nächsten, höheren = schwereren Gang zu schalten. Wie weit man dreht, hängt von der gewünschten Beschleunigungsstärke und Endgeschwindigkeit ab. Ziel ist es im höhen Gang zu beschleunigen. "Je höher der eingelegte Gang ist, desto mehr Last liegt an, desto sanfter kann man Gas geben."
Dies kann man einfach testen. Entweder mit einem Fahrrad
oder dem Momentanverbrauch des BC. Vergleicht mal die angezeigten Werte in den verschiedenen Gängen, je höher der Gang, desto tiefer der Wert.
Wed Jun 02 05:46:26 CEST 2010 |
myinfo
@ thoelz
So hatte ich dies gelesen und ursprünglich auch geschrieben. Dazu kam noch, dass bei maximaler Leistung der Mitteldruck geringer ist, da hier das Drehmomentmaximum (= Mitteldruckmaximum) bereits überschritten ist.
Als ich die Werte für den 1.8 TSI 118 kW berechnet hatte, habe ich dies jedoch wieder gelöscht und im verbleibenden Text "i.d.R." ergänzt.
1.8 TSI 118 kW = 1.798 cm³
1.500 U/min = 250 Nm = 39,27 kW = 17,47 bar -> bei 33,28 % der Maximalleistung
4.500 U/min = 118 kW = 17,50 bar
6.200 U/min = 118 kW = 12,70 bar
Danach habe ich GTI, R und den überarbeiteten Motor im TT angeschaut. Je geringer der Abstand zwischen Ende des max. Drehmomentbereichs und der max. Leistung ist, desto geringer ist auch der Unterschied im Mitteldruck, eigentlich logisch.
Wed Jun 02 06:12:26 CEST 2010 |
myinfo
@ thoelz
Vom Twincharger mit 103 und 125 kW sind die Werte bekannt. Er erreicht als geringsten spezifischen Verbrauch 235 g/kWh.
Im motorlexikon findet man: "... Bestwerte heutiger Pkw-Motoren sind beim Dieselmotor mit Direkteinspritzung ca. 200 g/kWh, beim Ottomotor ca. 230 g/kWh. ..."
Wie aktuell diese Aussage ist, kann ich leider nicht beurteilen. Kennt jemand die Werte der aktuellen, vergleichbaren Motoren aus dem FIAT Konzern? Z.B. vom Alfa Romeo Giulietta 1.4 TB 16V MultiAir mit 170 PS?
"... Der aufgeladene Benzin-Direkteinspritzer genehmigt sich in der Giulietta laut Datenblatt nur 5,8 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer. Der 1.4 TB 16V MultiAir ist ein spritziger und durchzugsstarker Antrieb. Abgesehen von einem kleinen Turboloch im unteren Drehzahlbereich sorgt der Vierzylinder für hohen Fahrspaß. In 7,8 Sekunden beschleunigt der kompakte Italiener von null auf Tempo 100, die Höchstgeschwindigkeit beträgt 218 km/h. ..." Quelle: Alfa Romeo Giulietta im Fahrbericht
Vom Turboloch abgesehen, quasi wie meiner.
Dies scheint zumindest bei dem Twincharger TSI der Fall zu sein. Der Text von VW würde dazu passen:
"Bei Ottomotoren wurde bisher das Gemisch wegen der hohen Abgastemperaturen frühzeitig angefettet. Der Abgaskrümmer des 1,4l TSI-Motors ist für Abgastemperaturen bis 1050 °C ausgelegt. Dadurch kann der Motor mit einem hohen Ladedruck und in fast allen Kennfeldbereichen mit Lambda 1 betrieben werden." (1.4 TSI 103 und 125 kW z.B. Im Golf V)
Wed Jun 02 07:56:53 CEST 2010 |
myinfo
@ docfraggler
Ich habe ein Muscheldiagramm von einem MPI-Motor, der sein max. Drehmoment bei 5.000 U/min hat. Es stammt also nicht von einem der Saugmotoren aus dem Golf VI. Aufgrund eurer Werte von oben, ist es anscheinend schon etwas älter. (Max. MD von 8 bis etwas über 10 bar, und eff. Bereich von 7 bis 8 bar.)
@ all
Danke für eure Beiträge!
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Fri Feb 25 18:08:30 CET 2011 |
myinfo
25.02.2011 Update
Der 1.2 TSI 63 kW wurde hinzugefügt.
VG myinfo
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