Hallo Jost,
also noch etwas ausführlicher:
danke für diese ausführliche Antwort. Ich verstehe sie
allerdings nicht ganz komplett. Ich frage mal an den
entsprechenden Stellen nach.
das hängt mit den sogenannten „Drosselverlusten“ im Motor
zusammen. Die Gaspedalstellung beeinflußt die Stellung der
Drosselklappe im Ansaugrohr. Mit ihr bestimmts Du über das
Gaspedal die Menge der angesaugten Luft.
Und auch damit auch die Drehzahl des Motors, richtig? Wird nur
darüber die Drehzahl geregelt?
Ja, darüber wird die Drehzahl geregelt. Die hängt natürlich auch von der Belastung des Motors ab, ist also bei steiler Bergfahrt und Fahrt in der Ebene bei gleicher Gaspedalstellung durchaus unterschiedlich.
Sie ist bei Volllast
ganz geöffnet und die Luft strömt mit nur sehr geringem
Widerstand dran vorbei. Ist die Klappe hingegen stärker
geschlossen, muss der Motor die erforderliche Luftmenge gegen
einen Drosselwiderstand ansaugen, was natürlich Motorleistung
kostet und sich somit im Verbrauch niederschlägt.
Das heißt, ein im Leerlauf laufender Motor verbraucht pro
Umdrehung eigentlich mehr als ein Vollgas laufender - also
wenn man die unterschiedliche Drehzahl herausrechnet?
Gut, in dem Zusammenhang muss Du den Verbrauch ins Verhältnis zur geforderten Arbeit stellen, man gibt ihn nicht in Liter/100 km an (was eh vom Fahrzeug abhängt), sondern spezifisch in g/kWh. Der ist tatsächlich im Leerlauf am höchsten, da hier die mechanischen Verluste (auch der Drosselverlust) am stärksten ins Gewicht fallen. Pro Kraftstoffeinheit steht also weniger Nutzenergie zur Verfügung als bei hoher Arbeit/Leistung.
Beim Vegasermotor (Käfer) gilt das gleiche, jedoch wird dort
beim Beschleunigen aus dem untertourigen Bereich (schnelles
Durchtreten des Gaspedals) die Beschleunigungspumpe am
Vergaser betätigt, die durch einen zusätzlichen
Kraftstoffspritzer das Gemisch anfettet.
Wozu ist das gut? Und warum spritzen Einspritzer dann nicht
auf zusätzlich Kraftstoff ein?
Vergasermotoren (ohne G-Kat!) sind im Leerlauf fett (mehr Kraftstoffteilchen pro Luftteilchen als im chemisch idealen Zustand „Lambda=1“, also auch geringer Kraftstoffverbrauch), im Teillastbetrieb mager (weniger Kraftstoff pro Luft) und bei Volllast wiederum fett eingestellt. Das fette Gemisch ist zündwilliger als das magere und sorgt außerdem für die Innenkühlung des Motors, was im Leerlauf (in der Regel steht dann das Fahrzeug und hat keinen Kühlluftstrom) oder bei Vollast (hohe thermische Beanspruchung, denn die Kühlung ist nicht auf ständige Vollgas ausgelegt) wichtig ist.
Beim schnellen Öffnen der Drosselklappe im Teillastbetrieb nimmt die Luftströmung im Ansaugrohr sehr schnell zu, die trägen Benzinteilchen aus der Hauptdüse im Vergaser kommen da nicht mehr mit. Deshalb wurden Beschleunigungspumpen eingebaut, die zusätzlichen Kraftstoff in den Luftstrom einspritzen, um das Mischungsverhältnis einigermaßen beibehalten zu können bzw. für Volllast anzufetten.
Ausserdem sind Vergasergeometrie und Bedüsung in der Regel auf einen (sparsamen) Teillastbetrieb mit einer mäßig schnellen Luftströmung ausgelegt, für den selteneren Vollastbetrieb musste man sich eben mit solchen Zusatzsystemen behelfen, die dann auch mal kurzzeitig für zu viel Anfettung sorgten.
Heutige Einspritzmotoren mit G-Kat benötigen für den Katbetrieb aber Lambda=1, also immer das chemisch ideale Verhältnis. Das wird vom Motorsteuergerät geregelt, das ja immer die Einspritzmenge zur angesaugten Luftmenge zumisst und somit den Beschleunigungsvorgang mit stärkerer Luftströmung direkt berücksichtigt. Auch die Volllastanreicherung gibt es durchaus noch, denn jenseits von 120 km/h interessiert sich kein Gesetzt mehr für Abgaswerte und viele Hersteller nutzen das aus.
Wird diese öfters
betätigt, macht sich dieses Anreichern mit Kraftstoff im
Verbrauch negativ bemerkbar. Also hier das Pedal langsam
betätigen, dann braucht man auch weniger Sprit.
Bei heutigen Einspritzmotoren besteht meist keine direkte
Verbindung von Gaspedal zur Drosselklappe mehr. Die
Pedalstellung dient nur als Vorgabewert, ein über das
Motorsteuergerät geregelter Elektromotor stellt dann die
Drosselklappe entsprechend ein.
Das ist dann das sogenannte e-Gas, oder?
Ja, und man merkt eigentlich kaum einen Unterschied zur direkten Ansteuerung.
Ganz aktuell sind auch Benzinmotoren, die keine Drosselklappe
haben (z.B. VW FSI und BMW Valvetronic) und damit auch keine
Drosselverluste. Dieselmotoren benötigen keine Drosselklappe,
ein Grund, warum sie prinzipbedingt schon sparsamer als
Benziner sind.
Und wie wird bei denen die Motordrehzahl geregelt?
Sie regeln das über die eingespritze Benzinmenge (VW FSI, eigentlich fast wie beim Diesel, wobei aber auch hier für den Kat lambda=1 benötigt wird) bzw. über einen variablen Ventilhub, mit dem die angesaugte Gemischmenge geregelt wird (was ein recht komplizierten Ventiltrieb erfordert).
Danke.
Gern geschehen.
Gruß
hps