Hallo Zusammen,
ich frage mich warum der Verbrauch von LKW und PKW Diesel-Motoren so geringe Unterschiede hat. Fahrer berichten daß ihre aktuellen Scania, Volvo, MAN und Mercedes vollbeladen d.h. 40 Tonnen Gesamtgewicht zw. 33l - 38l auf 100 km verbrauchen. Ein heutiger PKW verbraucht zw. 6l - 10l auf 100 km. Der LKW wiegt aber fast 30-mal so viel und bietet eine riesige Angriffsfläche für die Luft. Der cw-Wert dürfte bei beiden mittlerweile gleich günstig sein. Woher also dieser verhältnismäßig geringe Mehrverbrauch? Der Bundeswehr LKW Faun Elephant SLT(Schwerlasttransporter) bei 60 Tonnen Gewicht einen Verbrauch von 160l/ 100km erschien mir plausibler. Ist der Wirkungsgrad von LKW-Motoren in letzter Zeit dermaßen verbessert worden oder was sind die Ursachen? Vielen Dank und Grüße Markus
Was genau willst du jetzt wissen? Ob die Angaben der LKW-Fahrer stimmen?! Dazu kannst du dir die aktuellen Specs der Hersteller herunterladen.
Z.B.:
http://www.scania.de/trucks/main-components/engines/…
Der Dieselverbrauch hängt von versch. Faktoren ab.
Gewicht, gefahrene Geschwindigkeit, Topographie der gefahrenen Strecke usw… Eine verallgemeinernde Antwort gibt es dazu nicht. Moderne Dieselmotoren sind aber deutlich sparsamer als ihre Pumpe-Düse Brüder.
Moin Markus,
also was den cw-Wert betrifft, liegt der bei nem LKW bei ca. 0,5 - 0,65. Bei nem PKW eher bei 0,28 - 0,37.
Doch erst mit der Stirnfläche des Fahrzeugs multipliziert erhält man den Luftwiederstand des Fahrzeugs +/- gegen-rückenwind. Daher wird dieser bei nem LKW schon um einiges größer sein. Die Kurve des Luftwiederstandes nimmt exponential mit der Geschwindigkeit zu. Bis 50km/h ist kaum ein unterschied, steigt dann schon merklich an und ab 120 gehts praktisch nochmal stärker hoch. LKW fahren (unerlaubt) max. 90km/h.
Zum Gewicht: Wenn der LKW 30mal schwerer ist dann könnte man ja annehmen das er auch 30mal mehr Drehmoment bzw. Leistung vom Motor benötigt. Das wird aber in der Praxis anders gemacht. Es werden verschiedene Getriebe verbaut (Schaltgetriebe,Untersetzungsgetriebe,Planentengetriebe in den Radnaben zB.) die die Drehzahl und das Dremoment wandeln. Dadudurch muss aber auch oft geschaltet werden. Es wird Praktisch durch Getriebe ermöglicht kleinere Motoren zu verbauen. Diese Motoren haben auch nur einen sehr kleinen Drehzahlbereich (700- 1300 U/min). Ein Vorteil für die Auslegung dieser Motoren. Ein kleiner Bereich den man optimal einstellen kann. Der Wirkungsgrad wird natürlich auch immer weiter versucht zu verbessern und kommt der 50% Marke immer näher.
Wenn das nicht den Punkt getroffen hat oder so, frag nochmal bitte. Gruß Pumba
hallo markus !
seit jahrzehnten areiten lkw-dieselmotorenentwickler an der senkung der verbrauchswerte einhergehend mit enormer erhöhung des drehmomentes.es begann mit dem turbolader als stufe eins, weiter mit dem ladeluftkühler und noch weiter mit mit vtg (variabler turbogeometrie).dazu kam auf der 2. schiene die entwicklung des einspritzsystems (pumpe-düse, commonrail) mit der erforderlichen elektronik. erstklassige materialien in verbindung mit fertigunsgenauigkeit ermöglichten ermöglichten die erhöhung des einspritzdruckes. dazu kam kam die verkürzung der einspritzleitungen bzw. deren entfall. schaltgetriebe mit reduzierter ganganzahl in kombination mit einem guten drehmoment verringern wiederum die friktion und reduzieren die schaltvorgänge. hypoidachsen reduzieren gegenüber den früher oft verwendeten aussenplanetenachsen noch einmal die reibung. die lkw-kabinen werden im windkanal absolut optimiert, spoiler aller art incliusive verkleidungen zwischen den achsen tragen auch dazu bei. alle diese entwicklungen in verbindung mit fahrerschulungen zeigen auf, dass der lkw schon immer eine vorsprung in allen disziplinen gegenüber dem pkw hatte und hat. beim pwk spielt natürlich die geschwindigkeit eine außerordentliche rolle beim aufbau des luftwiderstandes und die oft falsche fahrweise. selbstverständlich werden durch einen zusätzlichen gang die motordrehzahlen gesenkt um die emissionswerte zu senken, ob die tatsächlichen verbrauchswerte durch die grosse untersetzung unter 1:1 allerdings das gelbe vom ei ist wage ich zu bezweifeln.wesentliches darf man nicht übersehen: die lkw-drehzahl liegt knapp über 1000 umdrehungen pro minute mit einem enormen drehmoment und wo beim pkw ? will damit sagen, je weniger umdrehungen des motors, desto weniger umdrehungen der einspritzung egal welcher art. daher wundert mich beim pkw wieder einmal der trend zu noch weniger hubraum und der damit verbundenen drehzahlanhebung zum leistungsausgleich. noch ein hinweis, schau dir einmal ein typenblatt (scania, iveco) an und beachte den drehmomentverlauf, eine kurve gibt es nur am anfang und am ende, sonst verläuft sie fast waagrecht!
soviel zu deiner anfrage aus meiner betrachtungsweise, gruss franz
Hallo Markus,
dies hängt mit der Hubraumgrösse der einzelnen Zylinder zusammen, d.h. beim Diesel ist es, dass je grösser der Hubraum pro Zylinder, desto geringer der spezifische Verbrauch. Bei Grossmotoren (LKW-Motoren sind noch relativ klein) liegt der Verbrauch bei ca. 200g pro kW und Stunde (bei 100% Leitung). Im Teillastbereich (z.B. 50% Leistung) liegt der Verbrauch bei ca 220 - 230 g pro kW und Stunde.
Wo die Obergrenze des Volumens liegt, weiss ich aber nicht.
2-Takt Motoren haben z.B. ein Idealvolumen von 250ccm pro Zylinder, grösser Volumen haben hier einen schlechteren Wirkungsgrad.
Ich hoffe, mit dieser Antwort weiter geholfen zu haben.
Mit freundlichen Grüssen
Karl
Moin,
ich denke das liegt tatsächlich an der Entwicklung der Motoren in den letzten Jahren. Turbo-Aufladung mit Ladeluftkühlung, immer höhere Zünddrücke, Common Rail sind nur ein paar Stichworte
Gruß
heavyfuel
Hallo, tut mor leid habe deine E-Mail erst heute bekommen.
Zu deiner Frage. Ein Pkw hat ein Drehmoment von ca 200 Nm, ein Lkw hat schon mal 2000 Nm und mehr. Das ist wahrscheinlich ein Grund, der andere Ein Lkw hat entschieden mehr Gänge als ein Pkw.Und natürlich kann man die heutigen Motoren nicht mehr mit den alten vergleichen. Aber das würde jetzt sicher zu weit führen. Mit freundlichen Grüßen
Thomas
die Ausführungen oben sind ansich alle korrekt aber nicht der entscheidende Grund wieso LKWs soviel effizienter fahren als PKW,
ich denke der weitaus wichtigere Grund ist dass die Gesamtlast in einem LKW wesentlich dichter gepackt ist als bei PKWs und dadurch verringert sich !pro transportierte Tonne! der Rollwiderstand aber ganz besonders auch der Luftwiederstand erheblich, denn bei 80 km/h hat der Luftwiderstand bereits einen grossen Einfluss auf den Verbrauch.
nehmen wir zum Nachweis folgende Rahmenbedingungen/Annahmen an:
- wir verfolgen eine konservative Berechnung zugunsten des PKWs um die höhere Effiezienz von LKWs noch deutlicher zu machen:
LKW verbrauchen etwa 25-35 L/100km
=> wir rechnen mit 35 L
gewöhnliche 40-Tonner LKWs haben einen cw-wert von 0,45 bis 0,85
=> wir rechnen mit 0,8 cw
dazu vergleichen wir mit einem besonders sparsamen PKW: BMW 320d (f30) - wir begrenzen uns auf der typischen Autobahnfaht eines LKW bei etwa 80-90 km/h
- wir begrenzen uns auf einem LKW Sattelzug mit gesschlossenem Anhänger, bei dem sich der Luftwiederstand bei verschiedener Beladung nicht ändert.
Ich schätze dass 99% der gefahrenen LKW-Kilometer eben auf der Autobahn bei 80-90 km/h gefahren werden und nicht in der Stadt usw. Wahrscheinlich verbraucht ein LKW gerade in der Stadt tatsächlich 100L/100km, die Zahl ist reine Vermutung aber sicher ist es enorm viel mehr als typischerweise auf der Autobahn.
zunächstmal berechnen wir wieviel effizienter transportiert ein LKW seine 40 Tonnen (auf der Autobahn):
- 35L/100km
=> macht pro transportierter Tonne 0,875 L/100km
der BMW wiegt etwa 1,7 Tonnen mit drei Personen
etwa 4L/100km bei 80-100 km/h
=> macht pro transportierter Tonne 2,35 L/100km
Somit verbraucht ein (sparsamer!) PKW unter konservativer Betrachtung immer noch fast 2,7 mal soviel pro transportierter Tonne wie ein LKW!
oder ein PKW verbraucht 168 % mehr als ein LKW
oder ein LKW verbraucht 63 % weniger als ein PKW
meine Schätzung:
Morderne Spezialgetriebe, Hochzüchtung der Drehmomentkurve oder var.Tubogeometrie schaffen wenn überhaupt 20-30 % Effiziezsteigerung,
aber niemals über 60% wie oben dargestellt.
Nein, wie oben bereits angenommen wird die höhere Effizienz viel mehr durch einen wesentlich besseren Luftwiederstand !pro! Tonne erreicht.
Das schockiert wahrscheinlich viele beim ersten Anblick, doch hier wird schnell klar wieso das so ist:
der BMW hat als Stirnfäche etwa 2.2 m2
und ein cw von etwa 0.29
=> macht etwa einen Luftwiderstand von 0,64 cwa
=> macht etwa 0,37 cwa pro Tonne
der LKW hat eine Stirnfläche von 10 m2 und ein cw wert von 0.8
=> macht einen Luftwiederstand von etwa 0,8 cwa
=> macht einen 0,2 cwa pro Tonne
=> damit hat der BMW einen 87% höheren Luftwiderstand pro transportierter Tonne!
zur Veranschaulichung ein weiterer Vergleich :
23 x BMWs wiegen fast 40T
stellt euch vor die fahren alle nebeneinander,
das ergibt eine Stirnfläche von 50m2 !!
also einen Gesamtluftwiderstand von fast 15 cwa !
noch ein Vergleich:
ein LKW wird mit einem BMW (leer 1,5 T) beladen,
deswegen verbraucht der LKW aber nicht 4 Liter mehr (vielleicht 0,5 Liter mehr ?? … reine Schätzung)
=> das ist überwiegend darauf zurückzuführen dass der Luftwiederstand sich mit der höheren Beladung nicht ändert.
Man beachte nochmal dass die Resultate besonders konservativ gerechnet sind mit einem heutzutage sehr sparsames Fahrzeug,
die meisten anderen PKWs würden eine noch schlechtere Bilanz gegenüber dem LKW bieten.
Quellen
CW werte
http://rc.opelgt.org/indexcw.php
uA Luftwiderstand vergleich in Nm
http://www.kfz-tech.de/Formelsammlung/Luftwiderstand…
http://www.spritmonitor.de/de/benzin_sparen_rico_kle…
cw von LKW
s6 http://www.vda.de/de/downloads/1077/?PHPSESSID=b6d5e…
Weiteres:
http://www.adac.de/infotestrat/reifen/rollwiderstand…