Ein Gedankenexperiment

[Selbstschrauber]

Möchtest du eine einfach grundsätzliche Antwort oder mehr Details?

 

[nig]

Hallo, zusammen!

Eigentlich hatte ich ja gehofft, mit meinem Beitrag #8 die gestellte Frage einleuchtend beantwortet zu haben; da hier aber doch gelgentlich die Forderung erhoben wurde, ein konkretes Beispiel durchzurechnen, habe ich mich entschieden die Rechnung für einen Sandero Access (Fahrzeugmasse: ca. 1 t) durchzuführen.

Zunächst der Eneriebedarf/Kraftstoffbedarf zum Beschleunigen auf 100 Km/h

Um am Ende nicht meine eigenen Energie-Einheiten (wie etwa Tonnen * Quadratkilometer durch Quadratstunden) einführen zu müssen, rechne ich gleich am Anfang alle Maße ins SI-System um.

Fazit:
Ein Sandero Access wird in jeder Kurve, die mit 50 Km/h durchfahren wird, 2,432 ml Kraftstoff mehr verbrauchen, als wenn die Kurve mit 60 Km/h durchfahren worden wäre.

 

[nig]

Die Vergrößerung des Fahrzeug-Querschnitts durch die Verwendung breiterer Reifen

Beispiel Sandero Streetway:
Höhe: 1519 mm
Bodenfreiheit: 163 mm
Breite: 1733 mm


Fläche des Fahrzeugrumpfes:
1519 – 163) mm * 1733 mm
= 2.403.671 mm²

Serienrad (185 mm): Fläche: 185 mm * 163 mm = 30.155 mm²
215er Reifen: Fläche: 215 mm * 163 mm = 35.045 mm²

Gesamtquerschnitt (Rumpf + 4 Räder)
185er: 2.524.291 mm² = 2.524,29 cm² = 5,52 m²
25.242,91 cm² = 2,52 m²
215er: 2.543.851 mm² = 2.543,85 cm² = 2,54 m²
25.438,51 cm²
Verhältnis: 1 : 1,007748 entspricht +0,77%

(nachträgliche Änderung der Flächenangaben in cm², 14.04.2023; 18:47 h)
(nachträgliche Korrektur der Flächenangabe für 185er Reifen; 15.4.2023; 10:07 h)

 

[Chauffeur]

"Grau, teurer Freund, ist alle Theorie ..."

Meine Praxis: Ich fahre, ohne quietschende Reifen und Powerslide, zügig durch Kurven und Kreisverkehre, weil ich mir (gefühlt) sicher bin, dass es Kraftstoff spart: Ich bremse weniger Energie weg und brauche auch entsprechend weniger Energie um wieder zu Beschleunigen). Und dann ist da noch der Fahrspaß
Und das Gaspedal vor Kurven immer so frühzeitig loszulassen, dass man nicht bremsen muss, ist doch eher wieder graue Theorie , und ohne Rekuperation, selbst mit, kann es auch nicht so viel sparen wie das nachfolgende Beschleunigen kostet. Zumal ja die verbauchsgünstigste Geschwindigkeit eher auf Geraden als in Kurven passt.

Und was die Fahrtechnik betrifft: Nach meiner Erfahrung ist es nicht sinnvoll in die Kurve hinein zu bremsen ("Scheitelpunkt"), sondern vor der Kurve abzubremsen soweit nötig und dann schon wieder aus der Kurve heraus zu beschleunigen.

 

[nig]

Kleiner Fehler unterlaufen? Kann ja mal vorkommen

Wo soll der Fehler stecken? Wäre nett, wenn Du auch sagen könntest, was falsch sein soll, anstatt nur zu behaupten, es sei irgend etwas falsch!

Und das Gaspedal vor Kurven immer so frühzeitig loszulassen, dass man nicht bremsen muss, ist doch eher wieder graue Theorie

Das ist meine Fahrpraxis (gelingt mir auch nicht in jeder Kurve), mit der ich auf der gesamten Strecke auch nicht langsamer bin als die "Schnellindiekurvehineinfahrer".
Ich habe dieses Fahrprofil für das Rechenbeispiel aber deshalb gewählt, weil sonst das Bremsverhalten in die Rechnung hineingespuckt hätte.

Zusammenfassung

Mein Sandero verbrauch im Schnitt ca., 6,00 l / 100Km.
0,77% (6,00 l) = 0,05 l = 46,492 ml
Wir stellen also fest: bei Verwendung von 215er Reifen anstatt der serienmäßigen 185er muß wegen des vergrößerten Luftwiderstands mit einem Mehrverbrauch von bis zu 46,5 ml auf 100 Km gerechnet werden.

Auf der anderen Seite verbrauchen wir mit den breiteren Reifen 2,432 ml weniger in jeder Kurve.
46,5 ml / 100Km - 2,432 ml / Kurve

Dividieren wir: 46,5 ml / 2,432 ml = 19,12
Das bedeutet daß sich ein Gleichgewicht zwischen Mehr- und Minderverbrauch einstellt
bei 19,12 Kurven / 100 Km.
Oder anders herum 1 Kurve alle 5,23 Km.

Sind die Kurvenradien größer oder kommen Kurven seltener vor, muß mit breiteren Reifen mit einem Mehrverbrauch gerechnet werden!
Sind die Kurven aber häufiger und mit kleineren Radien ausgestattet, sinkt der Verbrauch bei Verwendung breiterer Reifen!

Es ist also Unsinn, zu behaupten mit breiteren Reifen wird der Verbrauch grundsätzlich und unter allen Umständen steigen oder fallen,
Der Mehr-/Minderverbrauch ist abhängig vom Streckenprofil.
Wer also ständig auf gut ausgebauten Fernverkehrsstraßen unterwegs ist mit vorzugsweise hohen Geschwindigkeiten, muß mit einem höheren Verbrauch rechnen.

Auf kurvenreichen Straßen etwa im Gebirge ist aber durchaus auch ein Minderverbrauch zu erwarten.

 

[Selbstschrauber]

Der erhöhte Schlupf der Reifen in der Kurve erhöht die Fahrwiderstände und damit den Verbrauch, wenn man eher schnell durch eine Kurve fährt.
Das kann bei schwachen Motoren so weit gehen, dass du Vollgas geben musst um die Geschwindigkeit zu halten ohne, dass es dich aus der Kurve trägt.

Genauso wurde lediglich eine feste Effizienz für den Motor angenommen, was nicht der Realität entspricht. Erstens fehlt mir dafür das Verbrauchskennfeld deines Motors und die zugehörige Übersetzung.
Ebenfalls habe ich nicht (mehr) das Programm dazu, um dann das passend simulieren zu können. Das manuell zu berechnen ist dann schon wirklich sehr viel Aufwand.

 

[ByeBye 80646]

(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.

Hier ist die Antwort doch schon im Postulat, warum irgendwelche "Rechnungen" anstellen.

E System = E Konstantfahrt -E Verzögern + E Beschleunigen

Da E Verzögern gleich E Beschleunigen -->

E System = E Konstantfahrt

Das Steht ja schon ganz am Anfang des "Gedankenausfluges"

Im übrigen:

• In deiner Tabelle stimmen die E Kin nicht zu den Geschwindigkeiten
• Die Reifenfächen gehen nur 2-fach in die Gesamtfläche ein
• Die Gesamtquerschnitt in m² ist augenscheinlich falsch (wie kann delta Reifenbreite den Gesamtdurchschnitt verdoppeln bzw halbieren)

Wenn du in deiner "Rechnung" die Ausrollphase berücksichtigst kommt Null raus - verrückt oder?

 

[Joe_User]

Wenn man sich die Extremwerte anschaut, dann ist die sparsamste Fahrweise, die 100km/h auch in den Kurven beizubehalten und das Gegenteil wäre, vor den Kurven auf Null auszurollen.

Und wenn man jetzt zwischen den beiden Extremen in Zehnerschritten abstuft, Geschwindigkeit und Verbrauch als Diagramm darstellt, müsste eigentlich sowas wie eine lineare Verteilung rauskommen. Also 60km/h ist sparsamer als 50km/h.

 

[nig]

Hallo, zusammen!

Ponyhof hatte Recht: mir ist ein Fehler unterlaufen!
Den entsprechenden Beitrag scheint Ponyhof wieder gelöscht zu haben.)
Corax war so freundlich, mich darauf hinzuweisen, wo der Fehler steckte.
In Beitrag #18 ist mir bei der Flächenangabe in cm² ein Kommafehler unterlaufen.
Den Fehler habe ich in #18 nachträglich kenntlich gemacht und korrigiert.
Auf das Gesamtergebnis hat dieser Fehler keinen Einfluß, weil, derselbe Multiplikationsfehler im Zähler und im Nenner eines Quotienten sich selbst eliminiert:
(Zähler * Fehlerfaktor) / (Nenner * Fehlerfaktor)
= (Zähler / Nenner) * (Fehlerfaktor / Fehlerfaktor)
= (Zähler / Nenner) * 1
= (Zähler / Nenner)

NACHRAG
Bei der Flüchenangabe für die 185er Reifen in m² war ein Tipfehler. Muß heißen 2.52 m² anstatt 5,52 m².
Bei der Berechnung des Flächenverhältnisses hatte ich den richtigen Wert genommen. (Läßt sich leicht nachrachnen.)

 

[nig]

Ich würde einfach sagen, probieren wir es aus.

Genau das habe ich getan, bevor ich hier im Forum das erstemal von meiner Vermutung berichtet habe, daß breitere Reifen nicht zwangsläufig einen höheren Verbrauch zurn Folge haben müssen:
Verbrauchserhöhung durch Breitreifen und Pedalbox?

Meine letzte Auswertung sieht so aus:

 

[Intrepid]

Sind die Kurvenradien größer oder kommen Kurven seltener vor, muß mit breiteren Reifen mit einem Mehrverbrauch gerechnet werden!
Sind die Kurven aber häufiger und mit kleineren Radien ausgestattet, sinkt der Verbrauch bei Verwendung breiterer Reifen!

Wenn man die Kurven mit einer Geschwindigkeit durchfährt, für die keine breiten Reifen erforderlich sind, stimmt Dein Gedankenspiel nicht mehr. Dann einfach auf der Geraden nicht von 60 auf 100 sondern von 50 auf 90 beschleunigen.

 

[nig]

Tur mir Leid, @Intrepid ,

ich kann Deinen Gednakengängen nicht so ganz folgen.
Wie soll eine Geschwindigkeitsreduzierung um10 Km/h auf dem gesamten Rundkurs immer mit denselben Rädern etwas beitragen zu der Fragestellung, welchen Einfluß die Reifenbreite auf den Verbrauch hat?

 

[Intrepid]

Breite Reifen in der Kurve bieten nicht bei jeder Geschwindigkeit einen Vorteil.

 

[nig]

Nachtrag zu #25:

Mei Fahrprofil ist grob geschätzt 25 % innerorts und 75 % kurvenreiche bergige Landstraßen, Autobahn eher selten.
Ich war selber überrascht, wie nahe der Minderverbrauch der letzten Tanklistenauswertung
am Schätzwert von 0,77 % aus #18 lag.

 

[nig]

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.

Deine Gedanken sind theoretisch korrekt, aber unvollständig und es kann in der Praxis schon wieder gaaanz anders aussehen.

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.

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.

Möchtest du eine einfach grundsätzliche Antwort oder mehr Details?

Und das Gaspedal vor Kurven immer so frühzeitig loszulassen, dass man nicht bremsen muss, ist doch eher wieder graue Theorie , und ohne Rekuperation, selbst mit, kann es auch nicht so viel sparen wie das nachfolgende Beschleunigen kostet. Zumal ja die verbauchsgünstigste Geschwindigkeit eher auf Geraden als in Kurven passt.

Der erhöhte Schlupf der Reifen in der Kurve erhöht die Fahrwiderstände und damit den Verbrauch, wenn man eher schnell durch eine Kurve fährt.
Das kann bei schwachen Motoren so weit gehen, dass du Vollgas geben musst um die Geschwindigkeit zu halten ohne, dass es dich aus der Kurve trägt.

Genauso wurde lediglich eine feste Effizienz für den Motor angenommen, was nicht der Realität entspricht. Erstens fehlt mir dafür das Verbrauchskennfeld deines Motors und die zugehörige Übersetzung.

Also,
ich habe versucht, ein einfaches Beispiel anzuführen, das auch für Mathematik-Leien berechenbar ist.
Ich erhebe nicht den Anspruch, die Welt berechnen zu können!

Wem das verwendete Beispiel zu einfach erscheint, dem ist es selbstverständlich freigestellt, ein eigenes komplexeres Beispiel zu kreieren und zu berechnen, und die Berchnungen hier vorzustellen!

Mit dem Beweis, daß es Fahrzustände gibt, bei denen mit breiteren Reifen weniger Kraftsoff verbraucht wird als mit schmahleren, ist die These vom zwangsläufigen Mehrverbrauch durch breitere Reifen auf jeden Fall widerlegt.

Ich selber verpüre keine Lust, noch jahrelang an dieser Fragestellung weiter zu rechnen.
Aber, wie bereits geschrieben, werde ich mir feiner ausgearbeitete Modelle zu diesem Tnemenkreis gerne mit Interesse anschauen!