Verringert eine erhöhte Belastung durch elektronische Geräte in Ihrem Auto den Kraftstoffverbrauch?

Anders ausgedrückt: Hat die Lichtmaschine immer den gleichen mechanischen Widerstand auf den Motor oder variiert dieser je nach Ladebedarf der Batterie?

Noch anders ausgedrückt: Wenn Sie beim Camping eine 12-Volt-Kühlbox, einen Laptop zum Filme schauen, 5 Telefone für die ganze Familie usw. an die Autobatterie anschließen, ist eine Folge davon, dass die Lichtmaschine mit stärkerem Ziehen reagiert Motor. Oder hat es keinen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch?

Eigentlich habe ich das gegoogelt, aber nur theoretische Antworten gefunden.

Die vorhandenen Antworten sind gut, daher nur ein kleiner Kommentar: Freie Energie gibt es nicht. Irgendwo muss die Energie herkommen, und das ist beim Auto die chemische Energie im Kraftstoff. Nirgendwo sonst könnte die Energie möglicherweise herkommen. Das muss vom Kraftstoff kommen. (Dies ist eine Vereinfachung, die Hybride, Solarmodule usw. ignoriert.)
Warum halten Sie theoretische Antworten für nicht gut genug? Wenn Sie experimentelle Ergebnisse wollen, dann führen Sie das Experiment selbst durch und schreiben Sie die Ergebnisse auf.
Wirf ein paar grobe Zahlen ein: 1 Liter Benzin hat etwa 9 kWh Energie. Unter der Annahme eines Wirkungsgrads bei der Stromerzeugung von 25 % ergäben sich 2,25 kWh elektrische Energie. Wenn Sie davon ausgehen, dass Ihre Geräte zusammen kontinuierlich 225 W verbrauchen, können Sie sie 10 Stunden lang mit 1 l zusätzlichem Kraftstoff betreiben.
Oder anders betrachtet: Die vielleicht 200 W elektrischer Leistung sind unbedeutend im Vergleich zu den dutzenden Kilowatt mechanischer Leistung, die Ihr Auto braucht, um in Bewegung zu bleiben. Der zusätzliche Kraftstoffverbrauch aufgrund Ihrer Elektronik kann also in der Größenordnung von 1 % liegen.
@Jörg W Mittag Das ist genau richtig. Ich hätte meine Frage anders formulieren sollen: "hat die Lichtmaschine immer den gleichen Widerstand am Motor oder variiert er mit der elektrischen Last?"
@Agent_L Die Antworten, die ich gefunden habe, sagten nichts darüber aus, wie die Lichtmaschine funktioniert, ob sie in Bezug auf die elektrische Last einen variablen oder konstanten Luftwiderstand am Motor hat. Ich weiß nicht, wie es funktioniert - regelt etwas anderes, wie viel Energie die Lichtmaschine an die Batterie sendet und den Rest als Wärme abführt? Oder ändert sich die Belastung? Oder ändert es sich nicht genug, um den Kraftstoffverbrauch zu beeinflussen? Die Antworten, die ich gefunden habe, diskutierten die Mathematik dahinter, wie viel Kraftstoff Wattstunden Energie entspricht, was mir nichts über die praktische Wirkung der Lichtmaschine verriet. Hoffe das macht mehr Sinn :)
@Drawninpictures Es gibt kein "Energie senden" oder die Notwendigkeit, die erzeugte Energiemenge zu "regulieren". Wenn Sie 100 W Strom von der Lichtmaschine beziehen, erhöht sich die Belastung des Motors um 100 W (ein paar %% mehr aufgrund von Verlusten). Das ist es.
@JörgWMittag: Theoretisch könnten wir uns ein System vorstellen, bei dem die Geräte mit Energie betrieben werden, die bereits verbraucht wird und sonst verschwendet (oder anderweitig verwendet) würde. Um zu Ihrer Schlussfolgerung zu gelangen, müssen wir diese Möglichkeit ausschließen.
@Agent_L Das war meine Frage: Ist die Last der Lichtmaschine am Motor konstant oder variabel. Ich wusste nicht, wie es funktioniert - Sie können sich sicher vorstellen, dass es möglich ist, es anders zu konstruieren (dh ein Regler wandelt überschüssige Energie in Wärme um). Ich weiß nicht, was Sie meinen, "es gibt keine Lichtmaschine, die Energie an die Batterie sendet" - das tut sie.
@Drawninpictures Die elektrische Energie wird eher "von der Last gezogen" als "von der Quelle gesendet".

Antworten (4)

Der Widerstand der Lichtmaschine am Motor variiert mit der elektrischen Last an der Lichtmaschine. Also, ja, wenn Sie die elektrische Last erhöhen, verbraucht die Lichtmaschine mehr Leistung vom Motor und der Kraftstoffverbrauch sinkt.

Abgesehen vom Kühler ist Ihre hypothetische Last ziemlich gering, sodass Sie den Kraftstoffverbrauchsverlust möglicherweise nicht bemerken, aber er wird vorhanden sein.

Sie verlieren auch Kraftstoffverbrauch, wenn Sie die Fenster mit hoher Geschwindigkeit öffnen, den Reifendruck abfallen lassen, überschüssiges Zeug im Auto herumtragen, Ihre Lichter im Regen einschalten usw.

Nicht wenige Leute denken fälschlicherweise, dass Autolichtmaschinen genau wie diese alten Dynamos sind, die am Reifen Ihres (alten) Fahrrads schleifen: Der Widerstand des Dings ändert sich nicht, wenn Sie die daran angeschlossene Lampe ein- oder ausschalten. In der Vision dieses weit verbreiteten Missverständnisses würde man die Energie der Lichtmaschine verschwenden, wenn man sie nicht nutzt. Bei Autos und Fahrrädern ist das nicht so. (Entschuldigung, ich bin Niederländer, also sind Fahrräder Liebe, Fahrräder sind Leben)
Fahrrad Dynamo

Sie können die Lichtmaschine eines Autos genauso sehen wie den Motor und die Kupplung. Bei jeder Drehzahl können Sie den Druck auf die Kupplung variieren, um mehr oder weniger Kraft auf die Räder zu übertragen. Bei einer Lichtmaschine ist das auch so. Je stärker Sie den „Magneten“ in der vom Motor angetriebenen Lichtmaschine machen, desto mehr Luftwiderstand hat die Lichtmaschine und desto mehr Energie erzeugen Sie. Sie können selbst sehen; Wenn Sie die Lichtmaschine im abgeklemmten Zustand von Hand drehen, gibt es neben der Reibung in den Lagern praktisch keinen Widerstand.

Also ja, mehr elektrische Last verbraucht mehr Kraftstoff. Eine voll geladene Lichtmaschine kann 100 Ampere (kocht auf ~ 1,3 kW) verbrauchen, wenn Sie mit Ihrem Radio verrückt werden. Das sind etwa 10 % der Gesamtbelastung des Motors bei 100 km/h. Die meisten Menschen werden jedoch nicht so weit gehen. Ihre Balken und das Aufladen Ihres Laptops lassen Sie keinen Unterschied beim Kraftstoffverbrauch bemerken.

Übrigens, der Einbau einer größeren Batterie in Ihr Auto wird nicht lange Wirkung zeigen. Wenn die Lichtmaschine nicht mit Ihrem Stromverbrauch mithalten kann, werden Sie die Batterie langsam entleeren und entleeren und sie töten. Es ist nur dazu da, dass Sie Ihren Motor starten können. Theoretisch könnten Sie es sofort nach dem Start trennen.

Lichtmaschine liefert, Radio verbraucht. Und ich bezweifle, dass es 1-kW-Funkgeräte gibt :) Und der Luftwiderstand des Dynamos ändert sich mit der Last, aber die Reifen-Dynamo-Schnittstelle ist so schlecht, dass sie so viel Energie verliert, dass die Abweichung von der wechselnden Last nicht wahrnehmbar ist.
@Agent_L Er meinte Leute, die Subwoofer in ihre Fahrzeuge einbauen. Die Verstärker für große Stereoanlagen könnten durchaus 1kW verbrauchen. Halterungen zur Befestigung von drei Lichtmaschinen am Motor werden heutzutage in Massenproduktion hergestellt, damit die Leute noch größere Systeme einbauen können.
@Agent_L Richtig, falsch und falsch. Wie Zach sagte, können Radios definitiv eine Leistung von mehr als 1 kW verbrauchen. Google etwas wie "Super Bass Radio" und überzeuge dich selbst. Zweitens, wenn Sie versuchen, den Fahrraddynamo von Hand zu drehen, werden Sie feststellen, dass es kaum einen Unterschied macht, ob eine Lampe angeschlossen ist oder nicht. Denn die Lampe ist eine leichte Belastung für den Dynamo. Hinzu kommt die schlechte Schnittstelle Reifen/Dynamo.
@Bart Du hast zuerst gesagt "es variiert nicht", ich sagte "es variiert, aber sehr wenig", jetzt sagst du "es gibt kaum einen Unterschied" und nennst mich falsch? Wenn Sie einen größeren Unterschied wünschen, versuchen Sie es mit einer größeren Ladung. Elektrische Belastung spiegelt sich immer in mechanischer Belastung wider. "Super Bass Radio" ergab nur einen Radiosender. Sind Sie sicher, dass Sie den Stromverbrauch betrachten, nicht PMPO? Ich betrachte hier einen "200"-W-Verstärker mit einer Nennleistung von 2 A bei 12 V, es handelt sich also wirklich um eine 24-W-Last, nicht um 200. Die meisten "1000-W-Autoverstärker", die ich jetzt finden konnte, haben etwa 30-A-Sicherungen, sodass sie nicht wirklich ziehen können mehr als 360W. Das ist ein Trick, auf den ich vor Jahren reingefallen bin :)
@Agent_L Der mechanische Widerstand ändert sich in diesem Fall nicht merklich. Es kann ein klein wenig variieren, aber die menschliche Wahrnehmung ist nicht stark genug, um es zu bemerken. Sie können es versuchen, wenn Sie ein Fahrrad haben, drehen Sie zuerst das Rad mit abgeklemmter Verkabelung des Dynamos (keine Last), dann mit kurzgeschlossenem Dynamo (höchste Last). Sie werden den Unterschied aufgrund der schlechten Reifen/Dynamo-Schnittstelle nicht spüren und andere Widerstände. Der unterschiedliche mechanische Widerstand des Dynamos aufgrund der Belastung ist viel kleiner als diese Widerstände und daher außerhalb des Bereichs. Aber nichts davon gilt für Auto-Dynamos, aber das ist ein weit verbreiteter Irrtum
@Agent_L Sie haben jedoch Recht mit der Reflexion der mechanischen Last auf die elektrische Last. das ist der energieerhaltungssatz. Aber wie gesagt, der Unterschied ist hier so gering, dass Sie ihn nicht spüren werden. Schließlich ist die Nennleistung von Autoradios immer höher als der durchschnittliche Stromverbrauch. Ich nehme an, ein Grund dafür ist, dass sie über Spitzenleistung sprechen (das ist höher, also besser für das Marketing), oder sie belügen den Kunden einfach, was nicht ungewöhnlich ist.
@Bart Nun, meiner Erfahrung nach stoppt ein kurzgeschlossener Fahrraddynamo wie ein Ziegelstein, der in den Schlamm fällt. Vielleicht haben wir mit verschiedenen Dynamos gespielt :)
@Agent_L Bleiben wir dabei oder beginnen Sie eine Diskussion im Chat, wenn Sie wirklich entschlossen sind, die Dinge weiter zu besprechen.

Wie bereits gesagt, lastet die Lichtmaschine auf dem Motor und kostet somit zusätzlichen Kraftstoff. Bei meinem Auto kann ich beim Einschalten des Scheinwerfers, des Gebläses (auf Maximum) oder der Heckscheibenheizung im Leerlauf im Leerlauf deutlich einen Abfall von etwa 50 U / min sehen.
Den Abfall kompensiert die Motorsteuerung innerhalb einer Sekunde, indem etwas mehr Kraftstoff eingespritzt wird.

Werfen wir einen Blick auf Ihre Geräte:

  • Kühler - Verbraucht je nach Modell dauerhaft 5A, evtl. 10A@12V, also 60-120W
  • Laptop - vielleicht 20-25 W zum Ansehen eines Videos ohne Aufladen, kann aber unter starker Belastung plus Aufladen auf 100 W und mehr ansteigen
  • Telefon - nimmt bis zu 2A@5V, dh 10W auf, aber nur bis der Akku voll ist. Das Aufladen dauert länger, wenn das Telefon weniger Strom benötigt, und wenn es voll ist, zieht es fast keinen Strom.

Nehmen wir also eine Last von etwa 200W an.

Die zum Halten der Geschwindigkeit benötigte Leistung hängt stark vom Auto ab, insbesondere von seiner Größe und Aerodynamik. Nur um einige Zahlen zu nennen: Ich fand 5.000 W, um 50 km/h (31 mph) und 16.000 W für 100 km/h (61 mph) für einen stromlinienförmigen Sportwagen aufrechtzuerhalten. Ich schätze, ein vernünftiges Auto zum Campen braucht die doppelte Leistung. Bei diesem Auto tragen Ihre elektronischen Geräte 4 % bei 50 km/h oder 1,25 % bei 100 km/h zur Motorlast bei, was nicht so viel ist.

Oder ein anderer Ansatz: Wenn das voll beladene Auto 2'000 kg wiegt, könnte die Energie, die benötigt wird, um es auf 50 km/h zu beschleunigen, Ihre Geräte auch 16 Minuten lang mit Strom versorgen. Und statt von 0 auf 100 km/h zu beschleunigen, könnten Sie die Geräte 64 Minuten lang mit Strom versorgen.

Dies ist nur eine grobe Schätzung, ich habe keine Verluste (der Antriebsstrang stiehlt bis zu 20% der Motorleistung!) oder einen Kraftstoffverbrauch angegeben.

tl;dr: Der Betrieb all dieser Geräte wird den Motor zusätzlich belasten und den Kraftstoffverbrauch erhöhen, aber im Vergleich zur Leistung, die zum Antrieb des Autos benötigt wird, wird dies kaum spürbar sein.

Nicht, dass ich der allgemeinen Meinung nicht zustimmen würde, aber ~ 100 W für den Betrieb eines Auto-Wechselstromgeräts klingen ziemlich niedrig; hast du ein Zitat dafür?
@MichaelKjörling "Kühler" bedeutet "tragbarer Kühlschrank", nicht Auto-Klimaanlage. Auto-Wechselstrom ist normalerweise sowieso keine elektrische Last.
@MichaelKjörling Ich spreche nicht von einer Auto-Klimaanlage. Das braucht etwa 1000W. Aber "einen 12-V-Kühler anschließen" klingt eher nach einer Kühlbox, und sie ziehen ungefähr 5-10 A.
Ah, dann macht das mehr Sinn. // cc @Agent_L
Sweber, das ist eine großartige Antwort. Ich habe diese Art von Antworten über Google gefunden - das einzige, was in dieser theoretischen Analyse fehlte, war, wie die Lichtmaschine mit dem Motor interagiert, was Sie für einen Moment angesprochen haben, als Sie bemerkten, dass erhöhte elektrische Lasten die Motordrehzahl für einen Moment um 50 senken.
AC kann eine sehr geringe elektrische Last auf das Auto ausüben, da die Hauptlast der AC-Kompressor ist, der vom Motor direkt über einen Riemen angetrieben wird, ähnlich wie die Lichtmaschine, und mehrere PS saugen kann. Viele Systeme schalten auch den Motorlüfter ein, wenn die Klimaanlage aktiviert ist (da die Klimaanlage zusätzliche Wärme in den Motorraum abgibt und der Motor härter arbeitet, um den Kompressor zu drehen), was leicht eine 200-W-Last sein kann. An einem heißen Tag ist es am schlimmsten, wenn Sie stationär sitzen oder sich langsam bewegen, da Sie den Luftstrom aus dem sich bewegenden Fahrzeug nicht mitbekommen.

Hat die Lichtmaschine immer den gleichen mechanischen Widerstand auf den Motor oder variiert sie mit den Ladeanforderungen der Batterie?

Variiert. Wann immer es sich um eine Lichtmaschine, eine Taschenlampe mit Handaufzug oder den Megawatt-Generator handelt, den sie in Kraftwerken haben, wird die Menge an elektrischer Energie, die dem Ausgang entnommen wird, von der Eingangswelle genommen (tatsächlich etwa 2-10% mehr, um die Verluste zu decken der Umstellung) . Wenn Sie jede Last von einer Lichtmaschine trennen, sinkt die Menge an mechanischer Energie, die dem Motor entnommen wird, auf fast 0 (fast, weil einige Verluste konstant sind, wie die des Antriebsriemens, der Lager usw.) .

Wenn Sie campen gehen und eine 12-Volt-Kühlbox, einen Laptop zum Ansehen von Filmen, 5 Telefone für die ganze Familie usw. an die Autobatterie anschließen, ist eine Folge davon, dass die Lichtmaschine reagiert, indem sie mehr am Motor zieht.

Ja genau. Verwerfen Sie die Verluste, wenn Sie eine elektrische 100-W-Kühlbox anschließen, sind das 100 W weniger an den Rädern. (Wenn wir davon ausgehen, dass der Wirkungsgrad der Lichtmaschine gleich dem Wirkungsgrad des gesamten Antriebsstrangs ist.)

Oder hat es keinen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch?

Dies wirkt sich auf den Kraftstoffverbrauch aus, kann jedoch leicht ausgeblendet werden. Selbst eine Last von 100 W ist im Vergleich zu einem mittelmäßigen Motor, der 40-80 kW abgeben kann, nicht sehr auffällig. 100 W aus der leichteren Steckdose, das sind ungefähr 100 W weniger an den Rädern. Wenn Sie fahren, sinkt Ihre Geschwindigkeit leicht. Jetzt können zwei Dinge passieren: Entweder Sie werden es nicht bemerken, sodass der Gesamtkraftstoffverbrauch nicht auf Kosten einer langsameren Fahrt geändert wird. Oder Sie (oder der Tempomat) werden es bemerken und das Gaspedal stärker drücken, damit die Geschwindigkeit auf Kosten eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs beibehalten wird. Und wenn Sie bedenken, dass Ihre Auto-Klimaanlage eine weitere mechanische Last für den Motor ist, die Leistung im Bereich von mehreren kW verbraucht, können einige hundert Watt leicht unbemerkt bleiben.

Es ist eine ganz einfache Rechnung: Wie der Energieerhaltungssatz sagt: Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden. Beide Seiten müssen gleich sein, also EnginePower = DrivingPower + AlternatorPower (+ AirConditioningPower).

Könnte es überhaupt eine Lichtmaschine geben, die immer die gleiche Leistung zieht? Sicher, es könnte. Aber diese Energie, wenn sie nicht in Form von Strom weggenommen wird, müsste irgendwohin gehen , was normalerweise bedeutet, dass sie als Wärme verschwendet wird. Unser hypothetisches Gerät würde sich also ohne Last höllisch aufheizen und bei maximaler Last deutlich kühler laufen. Eine 1-kW-Lichtmaschine erwärmt sich im Leerlauf nicht mit der Leistung einer 1-kW-Standheizung, was zeigt, dass sie nicht so viel Energie verschwendet. Und wenn die Energie weder abtransportiert (z. B. in Form von Strom) noch in Form von Wärme verschwendet wird, kann das nur bedeuten, dass sie gar nicht erst da war.

Aber es dreht sowieso mit der Drehzahl des Motors. Egal ob unter Last oder nicht. Es verbraucht also mehr Energie, aber nur bei niedrigen Drehzahlen über das Motormanagement? Bei hohen Drehzahlen müsste das Managementsystem die Drehzahl nicht erhöhen. Daher ist es nicht unbedingt Energie für Energie, wegen des konstanten Widerstands der Lichtmaschine. Strom, der bei höheren Drehzahlen erzeugt wird, erhöht den Kraftstoffverbrauch nicht. es sei denn, ich vermisse etwas?
Ja, dir fehlt etwas. Zusätzlicher Strom = zusätzliche Last = zusätzlicher Widerstand gegen die Drehung des Ankers = zusätzlicher Kraftstoff.
@Mark Der Luftwiderstand der Lichtmaschine ist nie konstant, er variiert je nach elektrischer Last. Und die Drehzahl des Motors spielt keine Rolle, 100 W bei 1000 U / min sind immer noch 100 W bei 5000 U / min.
Verringert eine erhöhte Belastung durch elektronische Geräte in Ihrem Auto den Kraftstoffverbrauch?
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