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Klimaanlagenbetrieb Energieeffizienter machen
Es ist ja so, dass eine Klimaanlage einem Verbrennungsmotor bis zu 10% Motorleistung und bis zu 15NM Drehmoment entzieht, und somit der Verbrauch gerade bei kleinen Saugmotoren deutlich steigt, und man gerade an Bergen oder zum überholen oft runterschalten oder die Klimaanlage ausschalten muss.
Wieso wird der Antrieb des Kompressors nicht eleganter gelöst, sodass mithilfe der Physik weniger Energie verbraucht wird?
Der Klimakompressor dreht ja ziemlich genau mit der Motordrehzahl, was ja gerade bei kleinen Motoren, die bei 100km/h schon 3.000 oder mehr U/min fahren extrem schnell ist, und - so vermute ich - auch garnicht nötig ist.
Wenn die Kühlleistung im Standgas bei ca 900 U/min ausreicht, dann dreht er bei allem über Standgas schneller als er müsste, und somit entzieht er dem Motor mehr Leistung als er müsste.
Wieso übersetzt man den Klimakompressor nicht anders, sodass er zB 20%/30%/... langsamer dreht als die Kurbelwelle, aber dafür 20%/30%/... mehr Drehmoment anliegt. Das würde die Last des Motors deutlich reduzieren, und somit auch den Schadstoffausstoß.
Es könnte natürlich sein dass der Kompressor dann im Stand zu langsam dreht und somit die erforderliche Kühlleistung vielleicht nicht kompeltt abgerufen werden kann, aber ich denke das wäre akzeptabel wenn das Auto dadurch dann weniger verbraucht sobald es fährt.
Zumal man die Drehzahl des Kompressors auch variabel zB mit einer Variomatik ändern könnte, sofern möglich. Das wäre zwar aufwendig im Design und in der Herstellung und somit auch teuer, aber ich denke es wäre eine recht elegante Lösung.
16 Antworten
Also bei meinem Suzuki Swace Hybrid läuft die Klimaanlage über das Hybridsystem, also über den Akku. Dabei gibt es 3 Klimatisierungsstufen Eco, Normal und Fast. Während bei „Fast“ im Vergleich zu „Normal“ nur das Gebläse hochdreht, wird im „Eco“ Betrieb auch die Leistung des Klimakompressors Limitiert. Der Verbrennungsmotor ist nur in so fern davon betroffen, dass er den Akku früher oder häufiger über das Planetenradgetriebe wieder nachladen muss. Ich denke, das dieses System sehr effizient arbeitet und die Klima in Zukunft so wie so meist elektrisch betrieben wird da immer mehr EV und HEV Fahrzeuge in Betrieb sind. Das beantwortet zwar nicht die Fragestellung, wozu ich leider auch nicht viel sagen kann, aber ich wollte eben schildern, wie das bei anderen Fahrzeugen funktionieren kann.
Viele Grüße.
So in der Art könnte man es sicherlich auch bei einem Verbrenner realisieren über die oben genannte Variomatik oder über ein kompakteres Planetengetriebe.
Wieso machst Du Dir Gedanken über Sachen, die seit vielen Jahren längst gelöst und in Serie verbaut werden?
Der Klimakompressor wird nicht direkt von der Kurbelwelle angetrieben (wie kommst Du nur auf die Idee??), sondern über einen Riemen. Es findet also (meistens) eine Drehzahländerung statt.
Und selbstverständlich ist schon vor Dir jemand auf die Idee gekommen, den Klimakompressor bedarfsgerecht anzusteuern, siehe z. B. hier:
Ein Planetengetriebe für den Kompressor wäre ein unnötiger Kostenfaktor. Die Steuerung über die Taumelscheibe bewirkt schon eine feinfühlige Regelung der Kompressorleistung. Dazu können noch Streckenprofile berücksichtigt werden, also eine prädiktive Steuerung, die auf Navi-Daten zurückgreift. Bergauf wird dann der Kompressor abgeschaltet bzw. seine Leistung verringert und bergab wird er wieder mit größerer Leistung betrieben. Das ist aber eine Technik, die sich wie viele Neuerungen von oben nach unten durchsetzt, also erst in der Oberklasse, Jahre später dann vielleicht auch in Kleinwagen.
Zitat:
Der Klimakompressor dreht ja ziemlich genau mit der Motordrehzahl
Nein, tut er nicht. Der Klimakompressor hängt nicht direkt an der Kurbelwelle, sondern wird (normalerweise) vom einem Keilrippenriemen mit angetrieben.
Und ist über die unterschiedlich großen Antriebsrollen natürlich auch übersetzt, üblicherweise dreht er langsamer.
Zitat:
Zumal man die Drehzahl des Kompressors auch variabel zB mit einer Variomatik ändern könnte, sofern möglich.
Eine Variomatik ist extrem sperrig, die Klimakompressoren sind mit Taumelscheiben ausgerüstet, über die der Hub und damit die Fördermenge unabhängig vond er Drehzahl geregelt werden kann.
Das ist nicht die effizienteste Art und Weise, einen Klimakompressor zu bauen, aber die mit Abstand praktikabelste, wenn der Klimakompressor mechanisch angetrieben wird.
Im modernen Fahrzeugbau, allen voran bei E-Autos, Hybridfahrzeugen und solchen mit 48V System wird der Kompressor üblicherweise gleich elektrisch angetrieben, da geht man einer ganzen Reihe von Regelungsproblemen aus dem Weg.
Toyota macht das jetzt schon seit 20 Jahren im Prius.
Die Kompressoren sind doch sowieso regelbar (also hängt die Last nicht nur von der Drehzahl ab).
Man könnte aber im Schubbetrieb etwas kühler gehen und so beim Beschleunigen Sprit sparen.
Normalerweise schalten die Kompressoren auch bei Vollast ab.
Trifft vermutlich alles nur auf Klimaautomatik zu, aber manuelle Kimaanlagen sind sowieso der Effizienz-Alptraum (und für richtig heiß zu knapp ausgelegt).
Gruß Metalhead
War mir tatsächlich garnicht bewusst dass die Klimakompressoren über so eine Steuerung verfügen. Vermutlich ist es aber bei Kleinwagen aus 2008 noch nicht so wie es beschrieben wurde, trotz Klimaautomatik, oder?
Zumindest merkt man nicht dass da irgendeine Art von Steuerung verbaut ist, da das Auto mit eingeschalteter Klimaanlage gerade Bergauf sehr viel mehr Sprit verbraucht.
Achso: Mir ist klar dass der Kompressor nicht direkt über die KuWe angetrieben wird sondern über einen Riemen, aber wer treibt denn den Riemen an?
Richtig, die Kurbelwelle
Aber mit Riemenscheiben verschiedenen Durchmessers, also dreht der Kompressor auch nicht mit Motordrehzahl.
Das macht aber wahrscheinlich nur einen minimalen Unterscheied aus, wenn ich mir das bei meinem Motor angucke (Z12XEP)
Zitat:
@Tm0909 schrieb am 23. Oktober 2024 um 07:47:43 Uhr:
Zumindest merkt man nicht dass da irgendeine Art von Steuerung verbaut ist, da das Auto mit eingeschalteter Klimaanlage gerade Bergauf sehr viel mehr Sprit verbraucht.
Der höhere Verbrauch liegt daran, dass es bergauf geht. Gerade in diesem Falle ist der Leistungsbedarf des Klimakompressor prozentual gesehen deutlich niedriger als bei Konstantfahrt in der Ebene oder bergab.
Zitat:
@Tm0909 schrieb am 23. Oktober 2024 um 07:47:43 Uhr:
War mir tatsächlich garnicht bewusst dass die Klimakompressoren über so eine Steuerung verfügen. Vermutlich ist es aber bei Kleinwagen aus 2008 noch nicht so wie es beschrieben wurde, trotz Klimaautomatik, oder?
Zumindest merkt man nicht dass da irgendeine Art von Steuerung verbaut ist, da das Auto mit eingeschalteter Klimaanlage gerade Bergauf sehr viel mehr Sprit verbraucht.
Achso: Mir ist klar dass der Kompressor nicht direkt über die KuWe angetrieben wird sondern über einen Riemen, aber wer treibt denn den Riemen an?
Richtig, die Kurbelwelle
Auch mein 2005er Picanto als einer der billigsten Neuwagen seinerzeit hatte natürlich einen Klimakompressor mit Taumelscheibe.
Das ist seit Jahrzehnten die vorherrschende Bauart.
Und Bergauf mehr Sprit verbrauchen ist relativ, wenn mein aktueller Hyundai i10 mit Tempo 50 in der Ebene fährt, braucht er ca. 3 kW Antriebsleistung. Fahre ich eine Steigung von 10% bzw. gut 5° herauf, braucht er bei gleicher Geschwindigkeit bereits 18 kW Antriebsleistung, und die muss von irgendwoher kommen. Dass dabei der Verbrauch dramatisch ansteigt, ist völlig normal.
Das der Klimakompressor auch damals mit Taumelscheibe gebaut wurde ist logisch, aber damals war sicher noch keine variable Steuerung verbaut die die Last reduzieren kann
Doch, das ist ja der ganze Witz am Taumelscheibenkompressor, dass man genau das machen kann. Sonst hätte man auch einen einfachen Kolben- oder Spiralverdichter nehmen können (was man in der Anfangszeit der Klimatechnik im Auto auch so gemacht hat).
Zitat:
@Tm0909 schrieb am 23. Oktober 2024 um 13:15:10 Uhr:
Das der Klimakompressor auch damals mit Taumelscheibe gebaut wurde ist logisch, aber damals war sicher noch keine variable Steuerung verbaut die die Last reduzieren kann
Der einzige Sinn der Taumelscheibe ist doch die Steuerung der Kompressorleistung über den variablen Kolbenhub.