Wie viel Effizienz wird gegebenenfalls durch „Pumpverlust“ geraubt?

Einige Lösungen wurden implementiert – der Eingangsluftstrom ist in vielen Motoren (insbesondere Turboversionen) reduziert, sodass Sie nicht wirklich viel Luft durch den Motor schicken müssen.

In jedem Fall ist das „Saugen“ bei nur leicht geöffnetem Gashebel minimal, sodass Sie damit nicht viel Energie verlieren.

Sie würden mehr Energie verschwenden, wenn Sie beim Cruisen Vollgas geben müssten - stattdessen haben viele Autos einen Overdrive. Bei meinem Auto läuft der 6. Gang bei Autobahngeschwindigkeit mit ca. 2.200 U / min, was kaum Arbeit macht.

Ich kann mir ein paar Gründe vorstellen (hauptsächlich gelten sie jedoch für Automatiken) ...

Wenn Sie WOT fahren, um die Geschwindigkeit beizubehalten, bleibt nichts übrig, um zu überholen / bergauf zu fahren / einem Auto zu sagen, dass es herunterschalten soll. Außerdem würde sich das Auto im Open-Loop-Modus befinden und Kraftstoff verschwenden.

Um das Auto im geschlossenen Regelkreis zu halten, werden Sie bei etwa 75 % Gas geben. Jedes Mal, wenn Sie einen Hügel passierten oder erklimmen mussten, mussten Sie auch herunterschalten und / oder WOT gehen.

Ein "sozialer" Grund wäre, dass die Leute gerne das Gefühl haben, dass noch viel Pedalkraft / "Reservekraft" vorhanden ist. Das Gaspedal herunterzudrücken, wenn man nur normale Autobahngeschwindigkeiten fährt, ist nicht das, was der normale/uninformierte Verbraucher tun möchte.

Pumpverluste scheinen zumindest bei meinem Auto messbar zu sein. Wenn ich das Gas ab der Ampel auf 50-75% zerdrücke, aber immer noch mit den gleichen niedrigen Drehzahlen schalte, als ob ich langsam beschleunigen würde, kann ich auf meiner täglichen Fahrt gegenüber meinem normalen Fahrstil konstant einen Gewinn von 2 MPG zeigen.

Effizienter ist es per se...

B-29-Besatzungen im Zweiten Weltkrieg stellten fest, dass ihre viermotorigen Flugzeuge im unbeladenen Zustand mit drei laufenden Triebwerken und einem gestoppten Triebwerk (und dessen Propeller zur Minimierung des Luftwiderstands mit Federn versehen) weiter fliegen konnten als mit allen vier drehenden Triebwerken. Warum? Weil die Reisegeschwindigkeit mit nur drei Motoren ein stärkeres Öffnen der Drosselklappen erforderte, um den Pumpverlust zu reduzieren.

Ingenieurschulen führen gut publizierte Kraftstoffverbrauchswettbewerbe durch, die jetzt von fabelhaften Zahlen wie 1200 mpg gewonnen werden. Dies wird durch sehr leichte, widerstandsarme Formen erreicht, die von winzigen Motoren beschleunigt werden, die mit mittlerer bis Vollgas laufen. Dann wird der Motor getrennt und gestoppt, während das Fahrzeug auf eine gewählte niedrige Geschwindigkeit ausrollt, an welchem ​​Punkt der winzige Motor wieder gestartet wird und das Fahrzeug wieder beschleunigt. Die geringe Größe des Motors, die Notwendigkeit, mit großer Drosselklappenöffnung zu laufen, und der intermittierende Betrieb minimieren sowohl den Pumpverlust als auch die mechanische Reibung. Kilometerfanatiker, die mit Instrumenten ausgestattete Honda Insight-Zweisitzer im gleichen „Pulse-and-glide“-Stil fahren, konnten auf langen Fahrten fast 100 MPG erreichen.

Natürlich ist der Pumpverlust in den oben genannten Fällen nicht die ganze Geschichte. Die Zylinderdeaktivierung spart auch einige Kolbenring- und Lagerverluste in den deaktivierten Zylindern, und drei B-29-Motoren haben eindeutig weniger mechanische Gesamtreibung als vier.

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Charles Lindberg verwendete eine ähnliche Technik, um die Reichweite der P-38-Jäger im Pazifik deutlich zu erhöhen. Er zeigte den Piloten, dass eine Verringerung der Drehzahl, eine Abmagerung des Gemischs und eine Erhöhung des Ladedrucks den Kraftstoffverbrauch drastisch reduzierten.

Ich vermute, dass dies in Verbraucherautos nicht implementiert ist, da es nicht sehr "einfach" zu verwenden und für die Hersteller nicht so wirtschaftlich bereitzustellen ist.

Wie Sie aus den obigen Beispielen ersehen können, bevorzugt diese Methode, um wirklich effizient zu sein, mehrere kleinere Motoren, die alle mit mittlerer bis hoher Drosselklappe laufen, anstatt einen einzigen leistungsstarken Motor mit einer Reihe von Drosselstufen laufen zu lassen. Die Kosten für die Hersteller, um ein Fahrzeug mit mehreren Motoren bereitzustellen, um jeden Geschwindigkeitsbereich effizient zu berücksichtigen, wären enorm und sind wahrscheinlich die Einsparungen, die den Kunden durch Kraftstoffeinsparungen ermöglicht werden, nicht wert. Ganz zu schweigen von der Erhöhung des Wartungsaufwands um mindestens den Faktor der Anzahl der Motoren im Fahrzeug.

Aber was wäre, wenn wir sagen, schrauben Sie die mehreren Motoren, lassen Sie uns einfach versuchen, den einen Motor sparsamer zu machen, indem Sie das Getriebe modifizieren?

Dann hat das Auto bei jeder gegebenen Geschwindigkeit einen optimalen Gang zum Beschleunigen und einen anderen optimalen Gang zum Fahren, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.
Ich denke, im Durchschnitt könnte diese Methode der durchschnittlichen Person etwa 1 mpg, vielleicht 2, auf Kosten der Echtzeit-Drosselklappenreaktion bringen. Ich denke, wenn Sie versuchen, die Skala zwischen Gasannahme und 1-2 mpg auszugleichen, sind die Vorteile des mpg gegenüber Millionen von Menschen definitiv vorhanden (1-2 Millionen Meilen oder ungefähr 50.000 bis 100.000 Gallonen Benzin oder ungefähr 200.000 bis 400 US-Dollar k pro Million Menschen), aber ist es wirklich signifikant genug, um die wenigen Unfälle aufzuwiegen, die möglicherweise durch eine bessere Gasannahme (und den zusätzlichen "Komfort" eines Drosselklappenpolsters während des normalen Fahrens) verhindert wurden? Es würde wirklich von den darin enthaltenen Statistiken und Analysen abhängen, aber ich würde vermuten, dass dies wahrscheinlich nicht der Fall ist.

Darüber hinaus müsste diese Methode, insbesondere für Automatiken, stark vom Computer gesteuert werden, um für die Verwendung durch alltägliche Verbraucher akzeptabel zu sein, und würde viel mehr Geld in Forschung und Entwicklung, Tests und Produktion kosten als ein weiteres Merkmal, das sie bieten. Wenn eine Funktion bereitgestellt wird, aber nicht korrekt oder reibungslos genug funktioniert, schadet dies der Marke und kann direkten Schaden durch Garantiearbeiten oder Rückrufaktionen verursachen.

Ehrlich gesagt denke ich, dass Sie Pumpverluste und Reibungsverluste in Benzin-Verbrennungsmotoren besser im Griff haben als die anderen Antwortenden. Könnte bessere Antworten in Engineering SE gehabt haben.

Entschuldigung für die Nekromantie hier, aber ich bin über diesen Thread gestolpert und ich denke, es gibt einen weiteren wichtigen Grund, warum dies nicht getan werden sollte und warum es wahrscheinlich nicht einmal von den Herstellern ausprobiert wird. Der Punkt ist, dass die von Ihnen beschriebene Situation den Motor ständig auf maximalem Drehmoment / maximaler Last hält. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es dort effizienter ist (wenn das AFR dafür verwaltet würde), also verstehe ich Ihre Idee, aber es gibt einen großen Nachteil.

Das Drehmoment ist nur eine etwas andere Variation der Kraft. Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn alle Teile im Motor ständig den Kräften standhalten müssen, die auftreten, wenn der Motor mit maximalem Drehmoment arbeitet. Sie können diesen Stress nicht über einen längeren Zeitraum ertragen. Die Dinge werden sich ziemlich schnell abnutzen.

Schalten Sie bei 70 km/h oder langsamer in den höchsten Gang, sodass der Motor mit 1000 U/min dreht, und geben Sie Vollgas. Der Motor knurrt protestierend, ohne dass das Auto beschleunigt. Klingt nicht gesund und ist es auch nicht. Bei 2000 U/min muss der Motor nur die Hälfte des Drehmoments liefern, und 2000 U/min sind nicht einmal viel. Der Motor wird diese Situation viel länger aufrechterhalten, aber ja, er ist wahrscheinlich etwas weniger effizient.

Dieselgeneratoren verwalten ihren Motor so, wie Sie es vorgeschlagen haben. Sie arbeiten mit konstanter Drehzahl und maximalem Drehmoment, denn dort erreichen sie die höchste Effizienz. Aber dafür sind sie in Anbetracht dieser Situation ausgelegt. Ein Auto ist es nicht, da es nicht benötigt wird. Es würde den Motor viel schwerer machen, auf Kosten von Material, Kraftstoffverbrauch, Kfz-Steuer usw.