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Wieso ergibt sich ein höherer Verbrauch bei großen Drosselverlusten?
Öfter habe ich schon gelesen, dass große Drosselverluste den Verbrauch steigern. Z.B durch die Drosselklappe. Dadurch verliert man doch Arbeit, weil der stärker saugen muss. Wird die Arbeit dann wieder rausgeholt durch mehr Kraftstoff?
Bei Fehlern unbedingt belehren.
Mfg Christian
Beste Antwort im Thema
Um die Sache mit den Drosselverlusten zu verstehen, kommt man nicht am pv-Diagramm des Viertaktmotors vorbei. Da wird der Zylinderdruck über dem Kolbenweg aufgezeichnet. Eine schöne Animation kann man sich hier herunterladen: https://...educational-animation.com/.../download.php
Im Uhrzeigersinn durchlaufene Flächen bedeuten positive Arbeit, d.h. hier wird Energie auf die Kurbelwelle übertragen, gegen den Uhrzeigersinn durchlaufene Flächen bedeuten Verluste, im Fall von Drosselbetrieb durch das Ansaugen gegen niedrigen Saugrohrdruck. Zur Vorstellung: Beim Ansaugtakt bewegt sich der Kolben vom oberen zum unteren Totpunkt. Wenn über und unter dem Kolben der gleiche Druck herrscht, dann sind für den Ansaugtakt im wesentlichen nur mechanische Reibungsverluste zu überwinden. Wenn durch Drosselung im Ansaugweg auf der Kolbenoberseite z.B. 300 mbar vorhanden sind und an der Kolbenunterseite Umgebungsdruck von 1000 mbar, dann muss bei der Abwärtsbewegung der Kolben gegen diese Druckdifferenz bewegt werden (Druckdifferenz mal Kolbenfläche = Kraft, Kraft mal (Kolben-)Weg = Arbeit = Energie). Das Ansaugen geht also einfach schwerer als mit geöffneter Drosselklappe.
Der zweite verbrauchsrelevante Effekt beim Drosselbetrieb kommt durch die effektiv niedrigere Verdichtung im Teillastbetrieb zustande: Um den Kraftstoff thermodynamisch optimal auszunutzen, müsste bei Teillast das Verdichtungsverhältnis höher sein als bei Volllast.
Der dritte Einfluss auf den Verbrauch stellt sich durch die bei Teillast langsamere Verbrennung ein; durch die kleinere effektive Verdichtung wird das Benzin-Luftgemisch vor der Zündung weniger erwärmt als bei hoher Zylinderfüllung (Erwärmung durch Kompression im Verdichtungstakt). Die Kraftstoffverdampfung geht langsamer, z.T. unvollständig und die Verbrennung wird langsamer und instabiler als bei hohen Kompressionsdrücken.
Leerlauf ist deswegen ein ziemlich ungünstiger Betriebspunkt; ein großer Teil der durch Verbrennung im Arbeitstakt gewonnenen mechanischen Energie muss die Verluste beim gedrosselten Ansaugen ausgleichen.
Ich wünsch euch ein drosselfreies Wochenende! ;-)
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44 Antworten
Das erhöht einfach den Strömungswiderstand. Kraftstoff kannst nur entsprechend der Luftmasse einspritzen.
Langsamer beschleunigen braucht mehr Kraftstoff bei gleicher Endgeschwindigkeit.
Gruß Metalhead
Drosselverluste sind doch bei Standgas am meisten vorhanden? Luft wird ja durch die Klappe gebremst. So kommt ja weniger Luft in den Brennraum rein. Bei "weniger" Luft kann ja auch nicht so viel Kraftstoff eingespritzt werden. Der müsste doch weniger Verbrauchen?
Bitte zusammenhängend schreiben und vllt so formulieren das Laien auch verstehen.
Danke für die Antwort
Mfg Christian
Du verrichtest "dynamische" Volumenarbeit. Weil die angesaugte Luftmasse von etwa 1 bar Umgebungsdruck auf ziemlich substanzielles Vakuum geht und eben dort gehalten werden muss, deine Drosselklappe schließt halt nicht "dicht" ab.
Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Volumenarbeit
Und da Leistung Arbeit pro Zeit ist, ist es statt der Stoffmenge der StoffmengenSTROM. Dazu kommt noch, dass das der Brennraum mit ein paar hundert Millibar gefüllt wird, aber gegen ein Bar entspannt. Was nicht grad gut für den Wirkungsgrad ist.
Wie kommt dann der erhöhte Kraftstoffverbrauch zu Stande?
Ich kenne mich gut aus, doch bitte versucht es so zu erklären dass auch ich als Laie das verste
Zitat:
@GaryK schrieb am 30. Januar 2019 um 16:37:58 Uhr:
. Dazu kommt noch, dass das der Brennraum mit ein paar hundert Millibar gefüllt wird, aber gegen ein Bar entspannt. Was nicht grad gut für den Wirkungsgrad ist.
Ich denke, dieser Umstand ist es, der - vereinfacht gesagt - bei Teillast / Drosselung zu einem schlechteren Wirkungsgrad führt. Das heißt, um eine bestimmte Arbeit zu verrichten (Auto von Geschwindigkeit X auf Y zu beschleunigen beispielsweise) muss mehr Kraftstoff aufgewendet werden als es bei Volllast nötig wäre. Der Kraftstoff wird durch den schlechteren Wirkungsgrad bei Teillast also schlechter ausgenutzt.
Zitat:
@SpyderRyder schrieb am 30. Jan. 2019 um 16:57:20 Uhr:
also schlechter ausgenutzt
heißt nicht vollständig verbrannt oder wie. Ja ich habe viele Fragen
Nein, mit der Verbrennung haben die Drosselverluste nichts zu tun -- durch die teilweise geschlossene Drosselklappe im Teillastbereich ist der Strömungswiderstand für die angesaugte Luft größer. Es geht also mehr Energie im Ansaugtrakt verloren als bei Vollgas (um die gleiche Luftmenge anzusaugen). Dadurch sinkt der Wirkungsgrad.
Den höchsten Wirkungsgrad und damit den niedrigsten spezifischen Verbrauch haben Motoren im Allgemeinen bei hoher Last (aber nicht ganz Vollast) im mittleren Drehzahlbereich.
Daher wird empfohlen, besser kurz und kräftig zu beschleunigen als länger und sanfter.
Also kann man sagen, einmal kurz Pedal voll durchdrücken spaart kraftstoff, als langsam zu beschleunigen? Es geht mehr Energie verloren durch das langsame beschleunigen weil der auch mehr Arbeiten muss wegen den Verlusten.
Bei Fehlern bitte Korrigieren
Mehr Verbrauch ergibt sich dann nur beim Beschleunigen oder auch schon im stand?
Zitat:
@Christian2203 schrieb am 31. Jan. 2019 um 06:10:34 Uhr:
Also kann man sagen, einmal kurz Pedal voll durchdrücken spaart kraftstoff, als langsam zu beschleunigen?
Ja und Nein, wie schon vorher beschrieben ist Vollgas auch nicht der Schlüssel zum Erfolg. Ein guter Teillastbereich sollte es sein, den man beim Benziner auch mal in den mittleren Umdrehungsbereich dreht wo viel Drehmoment anliegt. Fahren a la "Ich tippe das Gas nur an, schalte bei 1400upm und bin erst nach 2 Kilometern bei 50kmh" verbrauchen genauso mehr sprit wie "Ich geb Kickdown, dann bin ich in 2 sekunden auf 50kmh"
Am besten im ersten Gang anfahren, sobald man eingekuppelt hat in den 2. schalten und dort dann gas geben bis ~ 3000upm. dann je nachdem ob 30 oder 50 zone in den 3, 4 oder sogar 5 gang schalten und bei niedriger drehzahl rollen lassen
Bei Saugern war das Zauberwort zum Sparen:
"Wenig Drehzahl bei viel Gas".
Überspitzt gesagt: "Voll durchtreten, aber bei 2000 U/min schalten".
Bei aufgeladenen Motoren wird's aber vielleicht nicht 1:1 das gleiche sein.
Also eben durch Drosselverluste braucht man länger beschleunigen und das hebt den Kraftstoffverbrauch
Zitat:
@FrankyStone schrieb am 30. Januar 2019 um 21:44:04 Uhr:
Nein, mit der Verbrennung haben die Drosselverluste nichts zu tun -- durch die teilweise geschlossene Drosselklappe im Teillastbereich ist der Strömungswiderstand für die angesaugte Luft größer. Es geht also mehr Energie im Ansaugtrakt verloren als bei Vollgas (um die gleiche Luftmenge anzusaugen). Dadurch sinkt der Wirkungsgrad.
Nein, ist nicht richtig, verwirr den TE doch bitte nicht. Es geht keine Energie im Ansaugtrakt verloren (oh je!), sondern durch die geringere Füllung des Zylinders wird ein schlechterer thermischer Wirkungsgrad erreicht. Ist zu kompliziert um es jetzt hier in wenigen Sätzen zu schildern.
Wäre das so richtig? Ist ja dann so wenn ich langsam beschleunige hab ich mehr Drosselverluste und brauche mehr Zeit also auch mehr Sprit?