Wie viel Wirkungsgrad wird von einem eventuellen "Pumpverlust" abgezogen?

Ich beziehe mich speziell auf den Verlust, der dadurch entsteht, dass die Kolben Luft durch eine meist geschlossene Drossel ziehen, während sie mit einem Benzinmotor auf der Autobahn fahren.

Ich habe mich zum Beispiel immer gefragt, warum das nicht sparsamer ist:

Fügen Sie dem Getriebe einen weiteren Gang hinzu, beispielsweise einen sechsten Gang für ein 5-Gang-Auto. Dieses Zahnrad wäre für das Beschleunigen überhaupt unbrauchbar; es wäre ein so hohes Verhältnis, dass es bei 65 MPH und Vollgas das Fahrzeug in einem konstanten Tempo halten oder nur leicht beschleunigen würde. Dies würde einen Großteil der Pumpverluste reduzieren, die entstehen, wenn die Kolben durch eine nahezu geschlossene Drossel saugen, und würde anscheinend eine bessere Kraftstoffökonomie ermöglichen, was zum Teil auf 1) geringere Drehzahl, also weniger Reibungsverlust und 2) weniger Pumpverlust zurückzuführen ist.

Ich bin mir bewusst, dass andere Dinge dies begleiten müssen. Beispielsweise sollte WOT im 6. Gang das Gemisch nicht wie WOT normalerweise usw. anreichern. Nehmen wir also an, das Auto wurde ab Werk mit dem Computer und der dazugehörigen Elektronik hergestellt, in der sich das Kraftstoff-Getriebe befindet.

Dies wurde jedoch nie umgesetzt. Ist es einfach nicht effizient? Wenn nein, warum nicht? Oder wäre es eine Irritation für Verbraucher, die ein reaktionsfähigeres Auto erwarten und eine Beschleunigungsstufe benötigen? Zu teuer, um die Ausrüstung hinzuzufügen, oder einfach noch nie ausprobiert?

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

In jedem Fall ist das "Saugen" bei nur leicht geöffnetem Gas minimal, so dass Sie nicht viel Energie verlieren.

Sie würden mehr Energie verschwenden, wenn Sie ein Vollgaspedal zum Cruisen verwenden müssten - stattdessen haben viele Autos einen Overdrive. In meinem Auto läuft der sechste Gang bei Autobahngeschwindigkeit bei ungefähr 2.200 U / min, was kaum Arbeit bringt.

Ich kann mir ein paar Gründe vorstellen (meistens aber für Automaten) ...

Wenn Sie auf WOT gehen, um die Geschwindigkeit beizubehalten, bleibt nichts mehr übrig, um zu überholen, bergauf zu fahren oder einem Auto das Herunterschalten anzuweisen. Außerdem würde sich das Auto im offenen Regelkreis befinden und Kraftstoff verschwenden.

Um das Auto in einer geschlossenen Schleife zu halten, werden Sie bei etwa 75% Gas maximal. Jedes Mal, wenn Sie einen Hügel passierten oder klettern mussten, mussten Sie zurückschalten und / oder auch WOT fahren.

Ein "sozialer" Grund wäre, dass die Leute gerne das Gefühl haben, dass viel Pedal übrig ist / "Reservekraft". Das Gaspedal durchgetreten zu haben, wenn nur normale Autobahngeschwindigkeiten gefahren werden, ist nicht das, was der normale / nicht informierte Verbraucher tun möchte.

Zumindest an meinem Auto scheinen Pumpverluste messbar zu sein. Wenn ich das Gas ausgehend von den Ampeln auf 50-75% zerdrücke, aber immer noch mit den gleichen niedrigen Drehzahlen schalte, als ob ich langsam beschleunige, kann ich auf meiner täglichen Fahrt einen konstanten Anstieg von 2 MPG gegenüber meinem normalen Fahrstil anzeigen.

Es ist an sich effizienter ...

Die Besatzungen der B-29 im Zweiten Weltkrieg stellten fest, dass ihre viermotorigen Flugzeuge im entladenen Zustand mit drei laufenden Motoren weiter fliegen konnten und ein Motor ausfiel (und seine Stütze gefedert war, um den Luftwiderstand zu minimieren) als mit allen vier drehenden. Warum? Weil die Reisegeschwindigkeit mit nur drei Motoren höher sein musste, um den Pumpverlust zu verringern.

Ingenieurschulen veranstalten gut bekannt gemachte Wettbewerbe zum Thema Kraftstoffeinsparung, die mittlerweile mit sagenhaften Zahlen wie 1200 mpg gewonnen werden. Dies wird durch sehr leichte Formen mit geringem Luftwiderstand erreicht, die von kleinen Motoren mit mittlerer bis voller Leistung beschleunigt werden. Dann wird der Motor abgeklemmt und gestoppt, während das Fahrzeug auf eine bestimmte niedrige Geschwindigkeit ausrollt. Zu diesem Zeitpunkt wird der winzige Motor erneut gestartet und beschleunigt das Fahrzeug erneut. Der Motor ist klein, muss mit großer Drosselöffnung laufen und der intermittierende Betrieb minimiert sowohl den Pumpverlust als auch die mechanische Reibung. Mileage-Fanatiker, die instrumentierte Honda Insight-Zweisitzer im gleichen "Puls-und-Gleiten" -Stil fahren, konnten auf langen Strecken nahezu 100 MPG erreichen.

Natürlich ist der Pumpverlust in den oben genannten Fällen nicht die ganze Geschichte. Durch die Deaktivierung des Zylinders werden auch Kolbenringe und Lagerverluste in den deaktivierten Zylindern eingespart, und drei B-29-Motoren weisen eindeutig eine geringere mechanische Gesamtreibung auf als vier.

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Charles Lindberg setzte eine ähnliche Technik ein, um die Reichweite der P-38-Jäger im Pazifik signifikant zu erhöhen. Er zeigte den Piloten, dass das Verringern der Drehzahl, das Abmagern der Mischung und das Erhöhen des Krümmerdrucks den Kraftstoffverbrauch drastisch senkten.

Ich vermute, dass dies in Consumer-Autos nicht implementiert ist, weil es nicht sehr "einfach" zu bedienen und für Hersteller nicht so wirtschaftlich zu liefern ist.

Wie Sie aus den obigen Beispielen ersehen können, werden bei dieser Methode mehrere kleinere Motoren, die alle mit mittlerer bis hoher Drosselklappe laufen, gegenüber einem einzigen leistungsstarken Motor mit verschiedenen Drosselklappenstufen bevorzugt, um wirklich effizient zu sein. Die Kosten für die Hersteller, ein Fahrzeug mit mehreren Motoren auszustatten, um jeden Geschwindigkeitsbereich effizient zu berücksichtigen, wären enorm und sind die Einsparungen, die den Kunden durch Kraftstoffeinsparungen entstehen, wahrscheinlich nicht wert. Ganz zu schweigen von der Erhöhung der Wartung um mindestens die Anzahl der Motoren im Fahrzeug.

Aber was ist, wenn wir sagen, dass mehrere Motoren verbraucht werden? Versuchen wir einfach, einen Motor durch Modifizieren des Getriebes sparsamer zu machen.

Dann hat das Auto bei jeder Geschwindigkeit einen optimalen Gang für die Beschleunigung und einen weiteren optimalen Gang für die Fahrt, um Kraftstoff zu sparen.
Ich denke, mit dieser Methode kann der Durchschnittsmensch durchschnittlich etwa 1 mpg, vielleicht 2 mpg, auf Kosten der Echtzeit-Gasannahme gewinnen. Ich denke, wenn Sie versuchen, die Skalierung zwischen der Gasannahme und 1-2 MPG auszugleichen, sind die Vorteile der MPG gegenüber Millionen von Menschen definitiv vorhanden (1-2 Millionen Meilen oder ungefähr 50 bis 100.000 Gallonen Benzin oder ungefähr 200.000 bis 400.000 USD) k pro Million Menschen), aber ist es wirklich signifikant genug, um die wenigen Unfälle aufzuwiegen, die durch eine bessere Gasannahme verhindert wurden (und den zusätzlichen "Komfort", während des normalen Fahrens ein Gaspolster zu haben)? Es würde wirklich von den Statistiken und Analysen darin abhängen, aber ich würde wahrscheinlich nicht raten.

Darüber hinaus müsste diese Methode, insbesondere für die Automatisierungstechnik, stark vom Computer gesteuert werden, um für den alltäglichen Gebrauch durch die Verbraucher akzeptabel zu sein, und würde als weiteres von ihnen bereitgestelltes Merkmal so viel mehr Geld für F & E, Tests und Produktion kosten. Wenn eine Funktion bereitgestellt wird, aber nicht richtig oder reibungslos genug funktioniert, beschädigt sie die Marke und kann durch Garantiearbeiten oder Rückrufe direkten Schaden verursachen.

Ehrlich gesagt denke ich, dass Sie Pumpverlust und Reibungsverlust bei Benzin-Verbrennungsmotoren besser im Griff haben als die anderen Antwortgeräte. Hätte in der Engineering SE besser ansprechen können.

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

Das Drehmoment ist nur eine geringfügig andere Kraftänderung. Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn alle Teile des Motors ständig den Kräften standhalten müssen, die beim Betrieb des Motors mit maximalem Drehmoment auftreten. Sie können diesen Stress nicht über einen längeren Zeitraum aushalten. Die Dinge werden ziemlich schnell abgenutzt.

Legen Sie den höchsten Gang bei 70 km / h oder langsamer ein, damit der Motor mit 1000 U / min dreht, und treten Sie das Pedal auf das Metall. Der Motor wird aus Protest knurren, ohne dass das Auto beschleunigt. Es 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 noch nicht einmal viel. Der Motor wird diese Situation viel länger aushalten, aber es ist wahrscheinlich ein bisschen weniger effizient.

Dieselgeneratoren steuern ihren Motor so, wie Sie es vorgeschlagen haben. Sie arbeiten mit konstanter Drehzahl und maximalem Drehmoment, denn dort erzielen sie maximale Effizienz. Aber sie sind für diese Situation konzipiert. Ein Auto ist nicht, da es nicht benötigt wird. Dies würde den Motor unter Berücksichtigung der Materialkosten, des Kraftstoffverbrauchs, der Kraftfahrzeugsteuer usw. viel schwerer machen.