Ein Gedankenexperiment

[nig]

Ein Gedankenexperiment


Ein DACIA LoSaDuDoggery fährt auf einem Rundkurs, bestehend aus 4 Geraden und 4 Kurven.
Der DACIA wird auf den Geraden konstant mit 100 Km/h gefahren.
Vor den Kurven wird das Gaspedal losgelassen, so daß im Kurvenscheitelpunkt eine Geschwindigkeit von 50 Km/h erreicht wird.
Ab dem Kurvenscheitel wird der DACIA wider beschleunigt, bis die 100 Km/h wieder erreicht sind.
Danach wieder konstante Geschwindigkeit von 100 Km/h bis zur Anfahrt der nächsten Kurve.

Auf diese Art werden hinreichend viele Runden gefahren,
um den Kraftstoffverbrauch zuverlässig bestimmen zu können.
Soweit der 1. Teil des Experimentes.

Im 2. Teil wird dasselbe Procedere noch einmal wiederholt,
mit dem einen Unterschied, daß der Fuß vor der Kurve etwas später vom Gas genommen wird,
so daß im Kurvenscheitel jetzt eine Geschwindigkeit von 60Km/h gefahren wird.

In welchem Teil des Experimentes muß wohl mit einem höheren Kraftstoffverbrauch gerechnet werden?

• Im 1. Teil (Beschleunigung von 50 Km/h auf 100 Km/h)?
  
• Oder im 2. Teil (Beschleunigung von 60 Km/h auf 100 Km/h)?

 

[Selbstschrauber]

Wie wird auf 100km/h beschleunigt?
Bei welcher Drehzahl, bei welcher Last vorallem, wird geschalten etc? Nehmen wir ein CVT Getriebe an?
Wird vor der Kurve runtergeschalten oder in der Kurve kurz vor dem beschleunigen?

Aus dem Bauch raus, wird die 50km/h Version sparsamer sein.
Weniger Walken im Reifen in der Kurve, weniger Luftwiderstand in der Kurve, länger bei mittelstarker Beschleunigung bei 2.300U/Min +-200 in einem günstigen Lastpunkt mit anschließend längeren Schubphasen, wenn die Schubabschaltung in einem möglichst hohen Gang aktiv ist.

 

[Stepway MKIII]

Hallo, ich würde sagen im 2. Teil ist der Verbrauch höher

 

[smalltalk]

Beschleunigung kostet in der Regel mehr Sprit, als eine Geschwindigkeit zu halten.
Ich würde sagen dass die erste Version mehr Sprit frisst.

 

[Ponyhof]

Hey nig, hast` ne Carrera Bahn zu Osten bekommen?


Jetzt ernsthaft:

Erstens lenken deine Kurven nur ab, besser die Sache an einer Geraden betrachten.
Wagen fährt mit 27,78 m/s ( 100km/h ) für 36 Sekunden = 1.000 mtr Strecke
Dann Fuß vom Gas (Segeln) bis a,) Wagen noch 50km/h bzw b.) 60 km/h fährt.
Nur der Weg alleine genügt nicht, die Zeit des "Segelns" darf nicht vergessen werden
in der der Motor keinen Sprit verbraucht.

Dann die Beschleunigung von 50 auf 100 bzw 60 auf 100 km/h:
Mit welcher Beschleunigung 1,5 m/s² oder 2 m/s² oder was? Mit welchem Fzg?
Hubraum, Gewicht, Bereifung usw ... Über die Zeit gelangst du auf die Strecke (den Weg)

Wie auch immer, der eingesparte Kraftstoff beim Segeln wird stets kleiner sein,
als der Kraftstoff, der für die Wiederherstellung auf 100 km/h benötigt wird.
Andersherum und als Lösung: Je höher die Anfangsgeschwindigkeit
der Beschleunigung, (hier 60km/h), desto geringer der Energieaufwand.

Das ist allgemein bekannt unter "Vorausschauendes Fahren".

 

[nig]

Wie wird auf 100km/h beschleunigt?
Bei welcher Drehzahl, bei welcher Last vorallem, wird geschalten etc? Nehmen wir ein CVT Getriebe an?
Wird vor der Kurve runtergeschalten oder in der Kurve kurz vor dem beschleunigen?

Mit welcher Beschleunigung 1,5 m/s² oder 2 m/s² oder was? Mit welchem Fzg?
Hubraum, Gewicht, Bereifung usw ... Über die Zeit gelangst du auf die Strecke (den Weg)

Im 2. Teil wird dasselbe Procedere noch einmal wiederholt,
mit dem einen Unterschied, daß der Fuß vor der Kurve etwas später vom Gas genommen wird,

"Dassaelbe Procedere" will sagen:
- dasselbe Fzg.
- dieselbe Beschleunigung
- derselbe Hubraum
- dasselbe Gewicht
- dieselbe Bereifung
- dasselbe Getriebe
- die selben Schaltpunkte

 

[Selbstschrauber]

Ich würde einfach sagen, probieren wir es aus. Das kann je nach Fahrzeuge unterschiedlich sein.
Je nach Luftwiderstand, Motor, Gewicht etc.
Unter Volllast zu beschleunigen ist bspw. weniger verbrauchsgünstig wie bei 80% Last, ausgenommen wieder Motoren die nach dem Miller Verfahren laufen (siehe aktuellste VAG TFSi Generation)
Wenn man dann unter Volllast beschleunigt, kann es für eine schwere Schrankwand vom Lastpunkt günstiger sein konstant 100km/h zu fahren und die langen Beschleunigungsphasen ein Nachteil.

Entweder simulieren für das konkret gewünschte Fahrzeug oder eben praktisch ausprobieren

 

[nig]

Hallo, zusammen!

Hier nun mein Vorschlag für einen Ansatz, die Frage:

In welchem Teil des Experimentes muß wohl mit einem höheren Kraftstoffverbrauch gerechnet werden?

zu beantworten.

(Kleiner Geedanken-Ausflug:
Die Energie ist eine Erhaltungsgröße. D.h. Energie kann nicht vernichtet werden, nur in eine andere Energieform überführt werden. Daraus folgt, die Energie, die ich benötige, um aus der Kurver heraus auf Reisegeschwindigkeit zu beschleunigen ist genauso groß, wie die Energiemenge, die ich beim Ausrollen abgebaut habe. Hätte ich die Geschwindigkeit durch Rekuperation mit Hilfe etwa eines verlustfreien Gummiband-Motors abgebaut, könnte ich genau diese Energiemenge wieder zum Beschleunigen nutzen, ohne zusätzliche Energie aufwenden zu müssen.
In der Praxis haben wir allerdings durch die Reibungsverluste beim Ausrollen Energie in Wärme überführt, die uns als mechanisch nutzbare Energie nicht mehr ur Verfügung steht.)

Die Formel für die Kinetische Energie, die in einem rollenden Auto gespeichert ist, lautet:
Ekin = (m/2)*Quadrat(v)
E: Kinetische Energie
m: Masse
v: Geschwindigkeit
Um das Auto von 60 Km/h auf 100 Km/h zu beschleunigen benötige ich also die Energiedifferenz zwischen beiden Geschwindigkeien.
Ebeschl. = (m/2)*Quadrat(v100 Km/h) - (m/2)*Quadrat(v60 Km/h)
Dieselbe Energiemenge benötige ich, um das Auto von 50 Km/h auf 100 Km/h zu beschleunigen;
zusätzlich brauche ich aber noch die Energie, um aus 50 Km/h auf 60 Km/h beschleunigen zu können:
Ezusätzlich = (m/2)*Quadrat(v60 Km/h) - (m/2)*Quadrat(v50 Km/h).

Das Hochbeschleunigen aus 50 Km/h verbraucht also mehr Energie, als das Beschleunigen aus 60 Km/h.

 

[DocThor]

Womit bewiesen wäre, dass man mit breiten Reifen Sprit sparen kann

 

[Murphy]

Womit bewiesen wäre, dass man mit breiten Reifen Sprit sparen kann

Aber nur wen der Flux-Kompensator eingeschaltet ist !

( Und im Kreis fahren ist laaaaangweilig - egal wie rum........)

 

[Selbstschrauber]

Deine Gedanken sind theoretisch korrekt, aber unvollständig und es kann in der Praxis schon wieder gaaanz anders aussehen.
http://data.motor-talk.de/data/galleries/0/0/120/14143742/muscheldiagramm-35253.jpg

Wenn man da nun bei Teilllast mit 400g/kwh bei 100km/h rumdümpelt und beim beschleunigen sich bei günstigen 250g/kwh bewegt, kann die längere Beschleunigungsphase dazu führen, dass in Summe weniger verbraucht.
Es steht auch nirgends, wie lang die Geraden sind und wie auf 50/60km/h verzögert wird. Mit der Schubabschaltung oder in N im Leerlauf ausrollen oder gar mit abgeschaltetem Motor etc.

Das ist also immer fallspezifisch.

Das verlinkte Verbrauchskennfeld ist vom BMW M54 Sechszylinder. Ist ein eher modernes Aggregat mit Vanos, Valvetronic und variablen Ansaugweglängen.

Ein Bauernmotor wie der Dacia K7M wird da nochmal einen deutlich ungünstigeren Teillastbereich haben. Auch da wieder Fall spezifisch.
Bei einem modernen Dieselmotor kann das auch schon wieder ganz anders sein. Da ist es sogar möglich, dass der Motor zwar weniger Sprit verbraucht, dies jedoch trotzdem teurer ist durch den höheren AdBlue Verbrauch je nach Lastpunkt

 

[Turito]

Das Ausrollen spart mehr wie das Beschleunigen verbraucht, ich tippe auf Teil#1.

 

[Volkerchen]

Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Sicherlich. Bezogen auf das Universum oder ein alternatives abgeschlossenes Bezugssystem.

Aber eben weniger auf den Kraftstofftank Deines PKWs bezogen.

Das Hochbeschleunigen aus 50 Km/h verbraucht also mehr Energie, als das Beschleunigen aus 60 Km/h.

Das ist richtig, dennoch muss die Version mit den 60 km/h nicht die sparsamere sein!

Der Energieverlust durch den Wirkungsgrad <1 beim Rekupieren vs. Beschleunigen bevorzugt die 60 km/h Version.

ABER: Der Energieverlust beim Autofahren kommt auch durch Reibung zustande. Rollreibung der Räder (proportional zur Geschwindigkeit) und die Strömungswiderstandskraft ("Luftreibung"), die sogar proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist. Wird früher vom Gas gegangen, wird die Rundenzeit steigen, es wird längere Zeit langsamer gefahren, daher wird der gesamte Energieverlust durch Reibung bei der 50 km/h Variante geringer sein.

Welcher der beiden Effekte der stärkere ist, lässt sich aus den gemachten Angaben nicht bestimmen.

ciao
volker

 

[nig]

Das Ausrollen spart mehr wie das Beschleunigen verbraucht, ich tippe auf Teil#1.

Gratulation, @Turito !

Du hast das Perpetuum Mobile erfunden1.
Baue ein Auto, das im Schubbetrieb mehr Energie spart, als es zum Beschleunigen braucht, und Du wirst der reichste Mann / die reichste Frau der Welt.

Beitrag automatisch zusammengeführt: 12.04.2023

Womit bewiesen wäre, dass man mit breiten Reifen Sprit sparen kann

Einen Beweis habe ich bis hierher sicherlich nicht geführt, aber Du ahnst die Richtung, in die ich gehen möchte, @DocThor .

 

[nig]

Hallo, zusammen!

Einige Diskussionsteilnehmer sind in ihrer Argumentation schneller, als ich mit dem Zeichnen hinterherkomme!

Deshalb hier noch einmal als Anknüpfungspunkt mein Resumé aus #8:

Das Hochbeschleunigen aus 50 Km/h verbraucht also mehr Energie, als das Beschleunigen aus 60 Km/h.

Mit welchen Rädern wird es wohl eher gefahrlos möglich sein, die höhere Kurvengeschwindigkeit zu fahren?
mit "extrem energy efficiency"-Rädern oder
mit Niederquerschnitts-Reifen?