Priusfreunde.de

matze schrieb:
Es wird ja keine Nennleistung, sondern die Spitzenleistung angegeben. Vielleicht sollte man das berücksichtigen.

So wie der Prius (ist es echt nur meiner) die Drehzahl wild rauf und runterjubelt, KANN der gar nie an einem optimalen Betriebspunkt arbeiten. Dermaßen große Drehzahlsprünge habe ich bei noch keinem anderen Auto erlebt. Dass das einen guten Wirkungsgrad zur Folge haben soll?? Hm...
Doch, genau deshalb wird das gemacht. Der Verbrennungsmotor im Prius wird nach Möglichkeit so gesteuert, dass er entweder bei optimalem Wirkungsgrad arbeitet (hohe Drehzahl), oder eben gar nicht (Drehzahl 0).

matze schrieb:
Ich bin kein Motorenkonstrukteur, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Verbrennungsmotor so wie sie gebaut sind seine Spitzenleistung dauernd liefern kann. Die sind doch so ausgelegt, dass sie bei ca 30-50% optimal arbeiten.
Eben gerade nicht! Das können allerdings die Konstrukteure nicht viel dafür, das ist vielmehr eine Mischung aus Physik und Marketing:

Die Physik:
Ein "idealer" Verbrennungsmotor entwickelt gemäß den Gesetzen der Thermodynamik seinen maximalen Wirkungsgrad stets bei maximaler Leistung. Ein "realer", moderner PKW-Motor entwickelt seinen maximalen Wirkungsgrad bei ungefähr 80% der angegebenen Nennleistung.

Und jetzt kommen die Marketingaspekte ins Spiel:
Wie diese Nennleistung angegeben wird, ist nämlich genau vorgeschrieben: Es ist (in Deutschland) die maximale Leistung, die der Motor im eingebauten Zustand im Dauerbetrieb an das Getriebe abgeben kann.

Und obwohl im praktischen Fahrbetrieb die Motorleistung eigentlich nur dann wichtig ist, wenn man Höchstgeschwindigkeiten erreichen will, ansonsten aber weitgehend bedeutungslos, wird sie im Automobil-Marketing immer besonders hervorgehoben und ist bei den meisten Autokäufern wichtig(st)es Kaufargument. (Mein Händler hat mich damals darum auch recht blöde angeglotzt, als ich beim Kauf meines letzten PKW explizit darauf bestanden habe, die niedrigstmögliche Motorisierung zu erhalten...) Aus diesem Grund werden Motoren so entworfen, dass die Maximalleistung möglichst nahe an die rechtliche Definition der Nennleistung heranrückt.

Ein Beispiel:
Mein derzeitiger PKW ist ein Citroen Xantia mit einem Benzinmotor mit einer Leistung von 81 kw (110 PS). Für heutige Verhältnisse ist das eher wenig (siehe oben), dennoch reicht es für eine Höchstgeschwindigkeit von 195 km/h. Will ich nun (bei Windstille und ebener Strecke) Richtgeschwindigkeit 130 km/h halten, so benötige ich lediglich rund 24 kw (33 PS), also eben rund 30% der Nennleistung. Um mit 80% der Nennleistung, also bei optimalem Wirkungsgrad, zu fahren, müsste ich rund 180 km/h fahren. Dennoch verbraucht natürlich der Wagen bei 180 km/h erheblich mehr als bei 130 km/h. Obwohl der Wirkungsgrad des Motors höher ist! Das liegt daran, dass der Luftwiderstand in diesem Geschwindigkeitsbereich erheblich schneller steigt als der Wirkungsgrad, nämlich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit.

matze schrieb:
Bei 80-90% der Spitzenleistung sind die schon lang über den besten Wirkungsgrad raus. Sonst müssten Vollgasfahrten mit hoher Drehzahl ja besonders "effektiv" sein.
(Fast-)Vollgas ist ja auch besonders effektiv. Spritsparwettbewerbe werden dadurch gewonnen, dass man im Wechsel mit (Fast-)Vollgas und mit ausgekuppeltem Motor fährt. Ob nun "Fast-" oder wirklich "Voll", das hängt vom Motor ab.

matze schrieb:
????
Ähm.. der muss aber auch das Gesamtgewicht den Berg hoch ziehen.

Du kommst gar nie nicht wieder höher als du vorher warst, das wäre ein perpetuum mobile!
Natürlich bekommt man nicht mehr heraus, als man vorher "investiert" hat. Aber dennoch ist ein Hybrid im Bergland in aller Regel effizienter als ein vergleichbar großer, jedoch leichterer PKW: Nehmen wir mal an, das Zusatzgewicht des Hybridantriebs würde 20% ausmachen, ein Hybridfahrzeug wäre also 20% schwerer als ein vergleichbarer "Normal-PKW". Damit müsste der Hybrid also bergauf 20% mehr Arbeit verrichten. Nehmen wir weiterhin an, das Rekuperationssystem des Hybrid könnte bergab 50% der Energie zurückgewinnen. Dann verrichtet der Normalwagen bergauf 100% Arbeit, und diese geht bergab natürlich auch wieder zu 100% verloren. Der Hybrid verrichtet 120% bergauf, und kann davon die Hälfte, also 60%, wieder zurückgewinnen. Am nächsten Berg muss der Normalwagen wieder 100% aufbringen, und der Hybrid wieder 120%. Von diesen 120% muss der Verbrennungsmotor des Hybrid jetzt aber nur noch 60% erzeugen, denn die übrigen 60% kommen aus der Batterie!

Anders ausgedrückt: Berg- und Talfahren ist aus energetischer Sicht eigentlich nichts anderes als Stop-and-Go.

matze schrieb:
Irgendwo im thread habe ich gerade auch gelesen, dass die "Bergmenschen" besonders wenig brauchen.
Siehe oben. Überdies kommt hinzu, dass "Bergmenschen" in der Regel (aufgrund der Berge und Kurven) langsamer fahren. Wieder ein Beispiel:
Wenn ich mit meinem Wohnmobil mit 100 km/h auf der Autobahn durch die norddeutsche Tiefebene fahre, dann schluckt es etwa 12 l/100km Diesel. Wenn ich mit genau dem gleichen Wohnmobil in Fjordnorwegen unterwegs bin (zulässige Höchstgeschwindigkeit 80 km/h, gefahrenes Tempo meistens noch weniger), dann sinkt der Verbrauch auf unter 10 Liter.

Zusammengefasst:

Sowohl im Stop-and-Go-Verkehr als auch bei Berg- und Talfahrt ist der Hybrid in puncto Energieeffizienz jedem (vergleichbaren) normalen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor überlegen. Und auch auf Langstreckenfahrten mit konstanter, nicht zu hoher Geschwindigkeit ist jedenfalls der Voll-Hybrid zumindest noch vergleichbaren Fahrzeugen mit Ottomotor überlegen. Erst bei längeren Fahrten mit Höchstgeschwindigkeit können Ottomotoren gleichziehen. Lässt man die Feinstaubproblematik außer Acht, dann kann jedoch bei ausgesprochenen Langstreckenfahrern ein Diesel tatsächlich besser sein als ein Hybrid.

MfG
Gerhard

GerhardNL schrieb:

Überdies kommt hinzu, dass "Bergmenschen" in der Regel (aufgrund der Berge und Kurven) langsamer fahren.
Das ist ein ziemlich wichtiger Punkt.


Der Verbrennungsmotor im Prius wird nach Möglichkeit so gesteuert, dass er entweder bei optimalem Wirkungsgrad arbeitet (hohe Drehzahl), oder eben gar nicht (Drehzahl 0).

Naja, ganz niedrige Drehzahlen (<1300) vermeidet man schon, aber sonst versucht man grundsätzlich die niedrigstmögliche Drehzahl einzustellen, um das Drehmoment zu maximieren. Das ist der Trick.


Die Physik:
Ein "idealer" Verbrennungsmotor entwickelt gemäß den Gesetzen der Thermodynamik seinen maximalen Wirkungsgrad stets bei maximaler Leistung. Ein "realer", moderner PKW-Motor entwickelt seinen maximalen Wirkungsgrad bei ungefähr 80% der angegebenen Nennleistung.


Wir wollen hohes Drehmoment, also eine hohe Last. Von der abgegebenen Leistung ist der Wirkungsgrad eher wenig abhängig, da ist es fast egal, ob man 20kW oder 40kW abgibt.
Der Bestpunkt ist irgendwo bei 25kW., also nicht mal 50% der max. Leistung.

Das schönste Bildchen dazu ist immer noch das, auch wenn es vom Uralt-Prius von 1997 ist:

http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/prius-curves.gif

Das vom aktuellen Motor (ist fast der gleiche) sieht fast genauso aus, außer dass die Drehzahl höher geht.


Hier das Bild des spez. Verbrauchs in Abhängigkeit von der Drehzahl (ungefähr proportional zur Leistung)




Da sieht man schön, dass der Bereich unter 1300 besonders ungünstig und man <2000 noch über dem Bestwert liegt. Danach tut sich nichts Weltbewegendes mehr, also etwa ab 100 km/h konstant und in der Ebene.

Posting geändert von: tobistenzel, am: 10/04/2008 14:26<br><br>Posting ge&auml;ndert von: tobistenzel, am: 10/04/2008 14:27

Hallo,

zur Effizienz der Verbrenner... die liegt nicht bei maximaler LEISTUNG (also bei typischen 6000u/min) sondern eher bei mittleren Drehzahlen und viel Drehmoment.

Beim Prius sollte der bestmögliche Betriebspunkt bei ca. 2400u/min liegen.

Bei vollgas und hoher Drehzahl fahren die meisten Benziner zu fett, um die Bauteile zu schützen. Ist also auch nich gut in diesen Bereich zu fahren.

Das eigentliche Problem ist, das die geforderte Leistung meistens so niedrig ist, das der Motor gedrosselt laufen muss (also mit relativ wenig Gas). Der Motor muss dabei gegen die geschlossene Drosselklappe arbeiten (Drosselverluste).

beispiel: mein Yaris 1.3 dreht bei 100km/h laut Tacho runde 3000u/min.. Der Prius dreht bei 100km/h laut Tacho knapp 2000u/min, aber mit mehr Drehmoment.

Durch die geringere Drehzahl habe ich weniger Reibungsverluste im Motor. und weil ich bei dieser geringeren Drehzahl die Drosselklappe weiter aufmachen kann, habe ich auch weniger Drosselverluste -&gt; der Motor arbeitet effizienter.

Weil der prius dieses stufenlose Getriebe hat, kann er diese Spielchen recht gut, ohne das es auf den fahrkomfort geht.. mache ich das bei einen Handschalter, muss ich ab 60 im 5.gang fahren, um in ähnliche Drehzahlregionen zu kommen wie der Prius... Beschleunigen ist dann nicht mehr, bzw ich muss 2 gänge zurück. Beim Prius kann man dann einfach auf das rechte Pedal latschen, der Motor dreht hoch, es kommt noch ein wenig untersützung aus der Batterie und man ist ziemlich schnell nach vorne weg

so, genug lobhudelei

ciao

Florian

florians schrieb:
Der Motor muss dabei gegen die geschlossene Drosselklappe arbeiten (Drosselverluste).


Das Hauptproblem der Benziner ist nicht die Arbeit gegen die geschlossene Drosselklappe, sondern daß IMMER wenn der Motor sich aktiv drehen soll, also auch im Leerlauf, der Zylinder im oberen Totpunkt komplett mit korrektem, zündfähigen Gemisch gefüllt sein muß.
Beim Diesel reicht im Leerlauf ein winziger Spritzer Diesel in den Brennraum, der sich entzündet, sobald er er sich weit genug mit der heißen Luft vermengt hat.

Grüße
Malte<br><br>Posting ge&auml;ndert von: sirup, am: 10/04/2008 16:38

Und da kommen wir wieder zu dem Thema Einzelzylinderabschaltung.

sirup schrieb:
florians schrieb:
Der Motor muss dabei gegen die geschlossene Drosselklappe arbeiten (Drosselverluste).


Das Hauptproblem der Benziner ist nicht die Arbeit gegen die geschlossene Drosselklappe, sondern daß IMMER wenn der Motor sich aktiv drehen soll, also auch im Leerlauf, der Zylinder im oberen Totpunkt komplett mit korrektem, zündfähigen Gemisch gefüllt sein muß.
Beim Diesel reicht im Leerlauf ein winziger Spritzer Diesel in den Brennraum, der sich entzündet, sobald er er sich weit genug mit der heißen Luft vermengt hat.

Grüße
Malte&lt;br&gt;&lt;br&gt;Posting geändert von: sirup, am: 10/04/2008 16:38

Hallo Malte,

guck mal hier:
http://www.motorlexikon.de/?I=1270K=drosselverlust

was du da sagt stimmt prinzipiell, der benziner braucht immer ein lambda=1-Gemisch.. genau das wird durch das drosseln erreicht.. wenn ich die Luft nur noch mit 1/2 Atmosphärendruck im Zylinder habe, dann brauch' ich auch nur noch die hälfte Sprit einzuspritzen, um lambda=1 zu erreichen.

Aber um diesen Druckunterschied zu erreichen muss der Motor den Unterdruck aufreche erhalten.. ich versuche mal zu rechnen..

annamhe: 2l-Motor, 1500rpm, Umgebungsdruck:1000mbar, Ansaugruck: 500mbar.

Alle zwei Umdrehungen muss ich diese zwei Liter gegen den Unterdruck ansaugen.

Das Volumen nehme ich mal als Würfel an (0,1*0,1*0,1m)
Der Differenzdruck ist 500mbar, das sind 50.000pascal.

Die Kraft, um einen Zylinder mit 10x10cm zu bewegen ist:

F=A*deltaP=0,1m*0,1m*50.000N/m²=500N
Das muss ich über 10cm, also 0,1meter tun, um ein Volumen von einen Liter abzudecken:
W=F*s=500N*0,1m=50Nm oder 50Joule.

also brauche ich um einen Liter dieser verdünnten Luft in die Zylinder zu pumpen 50 Joule. Wie oben geschrieben passiert das jede Umdrehung ein mal...

mit P=W/t kann man rechnen

1500u/min=25u/min, oder eine Umdrehung dauert 0,04 sekunden.

also P=50Joule/0,04 Sekunden=1250 Joule/Sekunde, oder Watt.

klingt eigentlich gar nicht so viel

Allerdings weiß ich nicht, wie realistisch diese 500mBar angabe ist..

Diese 1250Watt muss man allerdings von der mechanisch erbrachten Leistung des Motors abziehen.. wenn der &quot;nur&quot; 10KW liefern soll, so muss er 11,25KW liefern, weil ja 1,25KW Drosselverluste dabei sind..

Wenn ich mich grob verrechnet habe bitte melden

Der Prius umgeht einen Teil dieser Drosselverluste übrigends ziemlich elegant indem er das Einlassventil SEHR spät zumacht, wenn der Zylinder sich schon wieder richtung Oberere Totpunkt bewegt.. dadurch kommt ein Teil des gemisches wieder raus, und ich verdichte nur eine kleinere Masse Gemisch..

ciao

Florian

PriusfannL_HY schrieb:
Und da kommen wir wieder zu dem Thema Einzelzylinderabschaltung.

Und wieviele willst du bei einen 4-zylinder Motor noch abschalten ?

ciao

Florian

Die Arbeit, die Du zum Erzeugen des Unterdrucks gegen die Drosselklappe aufwenden musst, sparst Du aber beim Verdichten z.T. auch wieder ein, weil der Kolben das erste Stück in den Zylinder gezogen (genauer vom Außendruck gedrückt) wird und dann auch nur noch eine geringere Kompressionsarbeit nötig ist

Grüße
Malte

Ich fasse mal diesen Thread kurz zusammen: Ayalie bat um Hilfe und Informationen für eine Arbeit zum Schulabschluss. Thema: Was spricht für, was gegen den Kauf eines Hybridfahrzeugs?

Am Anfang wurde nach am Thema gearbeitet. Irgendwann haben die Technikfreaks das Kommando übernommen und alles platt diskutiert, einer besser als der andere.
Und kein Normalo steigt mehr durch.

Haben wir Ayalie eigentlich geholfen???

Gruß
Tojo<br><br>Posting ge&auml;ndert von: Tojo, am: 11/04/2008 00:32

Hallo Toyo,

Ich weiß, das die originales Thread-themen sich meistens ziemlich in alle möglichen Richtungen winden..

Allerdings hätte der Starter des ganzen (Ayalie) sich ja auch zwischendurch mal melden können.. so diskutieren wir mehr oder weniger &quot;unter uns&quot;...

Mit den argumenten kann man das auch aus 1000 Perspektiven sehen, je nachdem was wichtig ist.. Für den einen sind es EUR/km, für den nächsten CO2, andere wollen unbedingt das CVT und wieder andere finden das Design &quot;chic&quot; und das ist dann der Grund für (oder auch gegen) einen Prius...

Sobald man aber mit Verbrauch und warum so wenig anfängt ist es eigentlich fast logisch das ab einer gewissen Tiefe das ganze etwas komplizierter wird.. Toyota selber verrät ja erst bei ganz genauen hinsehen, das da ein Planetengetriebe mit ZWEI Elektromotoren drin ist.... Von Betriebspunktanhebung ist im Verkaufsprospekt auch nicht die Rede.. und das ist meiner Meinung nach - zusammen mit der optimierten Aerodynamik der Schlüsselfaktor für den gerinen Verbrauch auch bei schnellerer Fahrt über lange Strecken, wo das regenerative Bremsen nicht so ausschlaggebend ist.

Und wenn dann wieder jemand kommt mit &quot;der hybrid bringt nur in der Stadt was&quot;, dann reicht es meiner Meinung nach nicht zu sagen &quot;stimmt gar nicht, wir fahren alle AB, und der braucht weniger als der beste Diesel da wo gibt&quot;, sondern ich versuche dann zu zeigen, wie Toyota den Antrieb optimiert hat, um auch auf der AB akzeptable Verbrauchswerte zu erzielen...

Sorry wenn das die Diskussion manchmal zerreisst, aber wie soll man deiner Meinung nach solche Argumente wie &quot;taugt nur in der Stadt was&quot; entkräften ?

ciao

Florian

„Denke da zum Beispiel an 3 Beispiele, die für den Kauf sprechen und 3 die dagegen!“

Was spricht für den Kauf eines Hybridfahrzeuges?

1. Die Niedrigkeit
(Niedriger Verbrauch)
(Niedrige Emissionen)
(Niedrige Betriebskosten)

2. Die Hoheit
(Hoher Komfort)
(Hohe Zuverlässigkeit)

3. Die Macht
(Macht Spaß mit der Technik der Zukunft zu fahren)


Was dagegen?

1. Den Kauf eines Hybridfahrzeuges ständig rechfertigen zu müssen. - Nein, stimmt nicht! Das macht doch Spaß!

2. Die Technik eines Hybridfahrzeuges ständig erklären zu müssen. - Nein, stimmt auch nicht! Das macht auch Spaß!

3. Ah! Jetzt habe ich endlich doch was!: Stundenlang nachdenken zu müssen um was zu finden was dagegen spricht.


Ja, das wird manchem vielleicht schwer fallen zu glauben, aber für mich gab es tatsächlich nichts was dagegen sprach, weshalb es mir leicht gefallen ist mich „für den Kauf eines Hybridfahrzeuges“ zu entscheiden.
Nicht das ich nicht versucht hätte Gegensprüche zu finden. Ich habe monatelang alles gelesen was ich finden könnte und über 900 km Probe gefahren, von rush hour in San Fransisco bis Glacier Point in Yosemite und zurück und die tägliche Pendelstrecke in Deutschland auch.

Jetzt ist mir noch was eingefallen. Was dagegen spricht, das andere Leute einen Hybridfahrzeug kaufen, sind ihre Vorurteile.

Einen kleinen schwarzen Fleck gibts schon:
- Kein Familienauto, mit viel Gepäck, und Hund

Dann muss ich unseren Ford Galaxy nehmen

Kurt_BeO schrieb:
Einen kleinen schwarzen Fleck gibts schon:
- Kein Familienauto, mit viel Gepäck, und Hund

Dann muss ich unseren Ford Galaxy nehmen
Na ja, bei den heutigen Minifamiliengrößen (bundesweit statistisch 1,3 Kinder pro Frau) ist das für die meisten nicht wirklich entscheidend.

Für Spätaussiedler ist der Prius natürlich eher nicht geeignet ... darum fahren die i.d.R. auch Vans.

Ein Problem könnte allerdings die zunehmende Anzahl von Hunden werden, die inzwischen in vielen Familien die Kinder ersetzen bzw. ergänzen ...

Hybridfahrzeuge mussen nicht unbedingt klein sein.
http://www.fueleconomy.gov/feg/hybrid_sbs.shtml
Man könnte allerdings sagen, dass es zurzeit noch keine große Auswahl an Hybridfahrzeuge gibt. Das ist zwar auch kein Hybrid spezifisches Problem, aber trifft auf Hybridfahrzeuge momentan zu.

Schön das wir wieder in der Spur sind und die Texte zur Überschrift passen.

Kurt_BeO schrieb:
Einen kleinen schwarzen Fleck gibts schon:
- Kein Familienauto, mit viel Gepäck, und Hund

Dann muss ich unseren Ford Galaxy nehmen

Hallo Kurt,
das liegt wohl mehr an unseren heutigen Ansprüchen als an dem &quot;kleinen&quot; Prius. 1964 kaufte mein Vater einen Borgwart Isabella. Darin fand die ganze Familie Platz (2 Erwachsene, 4 Kinder), incl. Urlaubsgepäck für einen 4 wöchigen Ferienhaus-Urlaub in Dänemark. Der Trick: Wir haben die Gummiboote erst am Strand aufgeblasen.

Wo Du gerade einen Hund erwähnst, erinnere ich mich
an eine andere denkwürdige Tour in Südspanien. 6 Erwachsene und ein ausgewachsener Schäferhund sowie 2 Tennistaschen fanden sich in einem Minicooper wieder. Zum Glück nur für ca. 20 KM.

Ich finde, der Prius hat drinnen viel Platz. Man muß nur clever Packen. Oder sich eine Dachbox zulegen.

Gruß
Tojo