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Maximaler Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors
Hallo zusammen,
vielleicht kann ich mit Eurer Hilfe eine Erklärung für eine Beobachtung finden, oder sie in den Bereich der Einbildung verschieben.
Im Allgemeinen rolle ich auf der Bahn so ungefähr mit 110 bis 130 Km/h zur Arbeit (die Spritpreise sind echt nicht mehr witzig). Zur Zeit sind Ferien, und die Geschwindigkeit kann in Grenzen frei gewählt werden. Ich fahre jetzt seit der letzten Tankfüllung ca. 130 bis 150 Km/h und habe laut BC einen geringeren Verbrauch. Ich meine das letztes Jahr schonmal beobachtet zu haben, habe es dann aber als Einbildung abgetan. Diesmal vorerst nicht. Zumindest die Steigerung des Durchschnitts von 68 auf 72 Km/h ist keine Einbildung.
Soviel zur Einleitung - jetzt meine Fragen:
Wo hat ein Ottomotor seinen maximalen Wirkungsgrad?
Gibt es dafür eine Einheit (z.B. l/Kwh)?
Hängt das mit dem maximalen Drehmoment zusammen?
Gibt es dazu kurven (wie z.B. die Leistungskurve)?
Besonders interessieren würde mich das für einen 1.4l 16V 75Ps, aber auch allgemeingültige Aussagen fände ich prima.
Vielen Dank im voraus
Gruß Udo
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49 Antworten
Da es dir ja um den Spritverbrauch geht kann ich dir nur sagen das du wenn du 90 KMH auf der Bahn fährst noch weniger verbrauchen wirst.
dazu gabs hier schon mal einen elen langen thread.
Motoren haben ihren maximalen Wirkungsgrad logischerweise beim größten drehmoment. Je nach übersetzung kann es durch aus sein, das wenn du schneller unterwegs bist im schnitt weniger brauchst! Der momentan Verbrauch steigt zwar, sinkt aber auf den Durchschnitt.
Genau wie damals in diesem Thread vertrete ich die Meinung dass zwar der Wirkungsgrad im Motor unter Umständen steigen kann wenn man etwas schneller fährt (= fahren in einem günstigeren Drehzahlbereich), man aber trotzdem IMMER MEHR Sprit verbrauchen würde. Warum sollte der Momentanverbrauch steigen und der Durchschnittsverbrauch sinken? Das ergibt für mich im Moment keinen Sinn.
Außerdem: Wenn ich konstant 120 km/h fahre und dann etwas Gas gebe und sagen wir auf 125 km/h beschleunigen will, dann müsste ja der Motor automatisch und von allein das Auto z.B. bis auf 130 km/h beschleunigen, wenn der Wirkungsgrad in diesem Bereich besser werden sollte?! Wäre dies nicht so?
Mit höheren Geschwindigkeiten steigen die Fahrwiderstände und auch die Drehzahl und somit die Reibung im Motor weiter an, so dass man immer mehr Sprit brauchen wird.
Max. Drehmoment und max. Wirkungsgrad ist nicht gleichzusetzen mit dem absolut gesehen geringsten Spritverbrauch.
ich habs geahnt 
ok also nochmal:
klar ist das der motor natürlich nicht den geringsten Spritbverbrauch hat. DAs hätte er im extremfall wenn er aus ist. Aber er hat dort den besten Wirkungsgrad, das heißt er setzt dort die meißte Energie um.
das ist denke ich mal ein Fakt und braucht nicht mehr erläutert werden.
ich weiß immo nicht wie ich mich ausdrücken soll, so das es klar rüberkommt. Muss ich bis morgen nochmal nachdenken.
Was ich aber gleich noch sagen kann, ist das dein Momentanverbrauch zwar steigt, dafür fährst du aber auch schneller. Um nun die Geschwindikeit zu erreichen mußt du aufgrund des steigenden Wirkungsgrad, die dk etwas weniger weiter öffnen als wenn du überhalb des maximums den gleichen geschwindkeitszuwachs haben möchtest. Um die Überlegung zu erleichtern sagen wir das der Luftwiderstand für kleine delta Vs anähernd konstant bleibt.
Ich hoff es ist klar geworden worauf ich rauswill.
Sicher es gibt da jetzt tausend wenn und abers allerdings bin ich nicht der einzige der das Phänomen beobachtet hat 
ansonsten würde ich jetzt auch nicht nach einer logischen Lösung suchen
@uCler:
Es gibt Diagramme, in denen ist der spezifische Verbrauch über der Drehzahl unter dem maximalen Drehmoment aufgetragen. Die Einheit ist g/kWh.
Das mußt Du Dir so vorstellen, das unter der Kurve des maximalen Drehmoments muschelförmig Bereiche mit gleichem spezifischen Verbrauch dargestellt sind.
Es dürfte aber schwer sein, diese Diagramme aufzutreiben.
Man muß aber unterscheiden, ob man den Verbrauch nur in Relation zur zurückgelegten Strecke betrachtet oder in Relation zur zurückgelegten Strecke UND der dabei benötigten Zeit. Der spezifische Verbrauch ist für letzteres brauchbar. Für den ersten Fall heißt das eben langsamer zu fahren.
Der Maximale Wirkungsgrad des Motors ist hier nicht entscheidend, kann sein, dass dieser bei 150km/h größer ist als bei 90 km/h, allerdings steigt der Luftwiderstand überproportional an und damit eben auch der Verbrauch.
Wenn du viel fährst, rüste auf Flüssiggas um, da kostet der Liter nur 55 Cent und du kannst auch mal mit Fahrspaß fahren ohne dass es zu teuer wird.
Zitat:
Original geschrieben von Balimann
Der Maximale Wirkungsgrad des Motors ist hier nicht entscheidend, kann sein, dass dieser bei 150km/h größer ist als bei 90 km/h, allerdings steigt der Luftwiderstand überproportional an und damit eben auch der Verbrauch.
Wenn du viel fährst, rüste auf Flüssiggas um, da kostet der Liter nur 55 Cent und du kannst auch mal mit Fahrspaß fahren ohne dass es zu teuer wird.
und ob der eine rolle spielt.
Hallo zusammen,
danke für die Antworten.
@st220
Es geht mir auch um den Spritverbrauch, aber bezogen auf die Frage nur sekundär. Die Langeweile auf immer der gleichen Strecke fördert irgendwie den Spieltrieb. Den Minimalverbrauch habe ich in der Tat, wenn ich mich hinter einen schnellen Bus oder einen von diesen Transportern klemme.
@golf16vau
Ich habe die Suche bemüht, aber das was da gefunden wurde hatte nichts (aber auch rein garnichts) mit meiner Frage zu tun.
Das ein Motor beim maximalen Drehmoment den maximalen Wirkunksgrad hat scheint logisch - aber ist das bezogen auf den spezifischen Verbrauch tatsächlich so?
@cancer33
Es liest sich so, als wenn Du und golf16vau an diesem langen Thread beteiligt gewesen seid. Ich würde den gerne auch mal lesen. Kannst Du mir einen Tip geben wie ich den finde (Rubrik, Schlüsselwort...).
@AFTler
Das wäre genau das was ich suche, und Dein zweiter Absatz trifft mit seiner Formulierung exakt das, womit ich mir im Moment während der Fahrt die Zeit vertreibe.
@All
Klar, dass mit steigender Geschwindigkeit der Verbrauch in die Höhe geht. Aber ich bilde mir ein, dass bei diesem Auto, mit diesem Motor, bei meiner Fahrtstrecke und mit meinem Fahrprofil so ca. bei 130 bis 140 Km/h ein Plateau, wenn nicht gar eine leichte Senke im Verbrauch besteht. Und als neugieriger Mensch versuche ich eine technische Begründung zu finden.
Wenn man jetzt sagen könnte (frei erfunden) das der Wirkungsgrad von 3700 Upm auf 3900 Upm um 0,4% steigt, der Fahrwiderstand aber nur um 0,3%, dann hätte ich meine Erklärung (zugegeben - Kleinkrämerei - aber es macht Spass).
Die Werte um den Fahrwiderstand nachzurechnen habe ich. Die lassen sich ja auch praktisch ermitteln. Übersetzungsverhältnisse usw. sind auch kein Thema. Nur über den Wirkungsgrad vom Motor habe ich noch nichts gefunden. Und den über den groben Daumen per BC auf der A4 zu ermitteln ist aussichtslos. Die einzigen waagerechten Stücke sind auf einer Bergkuppe oder in einer Talsohle.
Wenn mir da jemand einen Hinweis auf die von AFTler genannten Diagramme geben könnte, fände ich das echt toll.
Danke und Gruß
Udo
Oh - da hat ja zwischendurch wieder jemand gepostet.
Hallo Baliman, der Unterschied zwische 90 und 150 ist natürlich krass. Aber wie verhält es sich bei einer Differenz von 10 Km/h (130,140)?
Es geht mir auch nur zweitrangig um den Verbrauch. It's just Motortalk und macht Spass. Wir hatten letztens eine Diskussion über Schiffsdiesel (Hubraum, Drehzahl, Wirkungsgrad, Verbrauch...). Das fand ich auch sehr interesant.
Tatsächlich: ich habe solch ein Diagramm eines 90 PS TDI gefunden. Leider habe ich jetzt keine Zeit mehr mich dazu zu äußern, aber hier ist es erstmal:
http://www-dt.e-technik.uni-dortmund.de/~otte/dieseltdi19.gif
Hier mal beispielhafte Diagramme (Achtung, Otto und Diesel durcheinander):
http://www.fat.admin.ch/pdf/FAT_Bericht_552_D.pdf
(Seite 2 ff)
http://www.fat.admin.ch/pdf/FAT_Bericht_555_D.pdf
(Seite 5 ff)
http://www.uni-magdeburg.de/MWJ/MWJ2001/tschoeke.pdf (komplett sehr gut)
http://www.ing-werkstatt.de/dissertation_gesamt.pdf
(Seite 58)
und noch eins:
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
dazu gabs hier schon mal einen elen langen thread.
Motoren haben ihren maximalen Wirkungsgrad logischerweise beim größten drehmoment. Je nach übersetzung kann es durch aus sein, das wenn du schneller unterwegs bist im schnitt weniger brauchst! Der momentan Verbrauch steigt zwar, sinkt aber auf den Durchschnitt.
das stimmt so allgemein schon mal nicht!
ausserdem: wo ist das denn logisch ?
der wirkungsgrad eines motors könnte man beschreiben als verhältnis von zugeführter energie in form von benzin oder diesel und abgeführter energie in form von mechanischer energie.
so einfach zu sagen, das der maximale wirkungsgrad beim maximalen drehmoment ist, das geht nicht.
Um mal meine persönlichen Erfahrungen einzubringen...
Der Wirkungsgrad des Motors hat ab mittlerem Drehzahlbereich und eingelegtem 5. Gang nur geringe Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Viel mehr einfluss haben Luftwiderstand (nimmt quadratisch mit der Geschwindigkeit zu) und Rollreibung.
Mein Golf III (90PS) hatte irgendwo bei 60 km/h im 5. Gang sein Verbrauchsminimum (bezogen auf die Strecke). Nach unten sowie oben stieg der Verbrauch an. Das ging dann von
5 Liter bei 70 km/h über
6,5 bei 120 und
8 bei 140 bis zu
15 bei Vollgas. Und so ungefähr dürfte das bei jedem Benziner aussehen.
Neuerdings hab ich nen 1.6 FSI, da liegt der minimale Verbrauch und das Geschwindigkeitsniveau etwas niedriger, so bei 50.