Corvette Z06 vs. Audi R8

[Wutzer]

Original von C-556
Ich finde es toll, dass wir mal Kollegen hier haben, die in der Motorenentwicklung tätig sind.
Mir liegt schon seit langer Zeit die Frage auf der Zunge, warum wir Hochdrehzahlmotoren brauchen??
Warum bleiben die nicht bei 5000 U/min oder max max 6.000?
Bringt etwas mehr Hubraum und lasst die Dinger langsamer laufen!
Wenn dann die Saugrohre richtig abgestimmt sind, sowie Getriebe und Differential, dann hauen einen solche Motoren einfach in die Sitze, weil die ein Drehmoment haben, dass einfach WAHNSINN ist!
Wer braucht denn bloss diese hochdrehenden Baumsägen??

Bin gerade von der Arbeit zurück. In diesem Thread hat sich ja heute viel getan. Möchte jetzt aber nicht über Audi Motoren philosophieren (Ist ja hier letztlich ein Corvette Forum), auch wenn es einige sachlich nicht zutreffende Darstellungen zu korrigieren gäbe.

Aber die prinzipielle Anfrage von C-556 lässt sich recht leicht und eindeutig anhand eines Beispiels beantworten:

Gesucht wird ein Motor mit 400 PS:

Mögliche Alternativen:
1. Hubraumriese mit 6,0 ltr. und Nenndrehzahl 6000U/min ;
2. HDZ Motor mit 4 ltr. /8000U/min und
3. Turbo mit 3,5 ltr./5500U/min.

Annahme: Das Zielauto sei immer dasselbe und würde mit 400 PS etwa 280 Km/h vmax erreichen.
Formel: 294 kW (=400PS) * spezifischer VL-Verbrauch/Geschwindigkeit = Verbrauch auf 100 km

Spezifische Verbräuche liegen in der Volllast bei den Motorkonzepten in etwa bei :

300 g/kWh beim Hubraumriesen,
320g/kWh beim Hochdrehzahlmotor und
350 g/kW/h beim Turbo.

Damit würden sich folgende vmax Verbräuche - bei üblicher Kraftstoffdichte von 0,75kg/l - einstellen:

Hubraum: 42l/100 km
Hochdrehzahl: 45l/100 km
Turbo : 49l/100 km

Leider gibt es aber auch die Teillast. Fahren wir also einmal gedanklich 100 km/h mit dem Auto und rechnen erneut:

Benötigte Leistung für 100 km/h: 22 kW bei einem Drittel der Nenndrehzahl von oben.
Daraus folgen die benötigten Mitteldrücke und daraus die zu erwartenden spezifischen Verbräuche:

Hubraum: 2,2 bar und 350 g/kW/h entspricht 10,3 ltr/100km
Hochdrehzahl: 2,5 bar und 315 g/kW/h entspricht 9,2 ltr/100 km
Turbo: 4,2 bar und 290 g/kW/h entspricht 8,5 ltr/100 km

(Anmerkung: Für die Beispielerechnungen wurden ein cwxA von 0,84 und ein Fahrzeuggewicht von 1600 kg angenommen).

Da die offizielle Verbrauchsangabe (und damit auch der zu zahlende Steuerobulus) im MVEG Zyklus - ein extremer Niedriglastzyklus - ermittel wird, ist die Zielrichtung vom Gesetzgeber somit vorgegeben.

Noch Fragen ?

Gruß
Wutzer

[C-556]

Tausend Dank für die detailierte Antwort!!
Ich habe noch eine Frage, wie kann es sein, dass der Hubraumriese bei "gelogenen" 1000 U/min bei 100 km/h oder noch weniger, mehr verbrauchen soll?
Getriebe und Hinterachse könnten doch so abgestimmt sein!?
Wir in der Schifffahrt sind mit absoluten Niedrigdrehzahlen dabei und rechnen beim Drehmoment in Meter/ TONNEN.
Neben der Strömungsproblematik im Wasser ist aber die Kraft bei kleinen Drehzahlen gefragt und es funktionert.
Zugegebenermassen fahren wir fast bei Dauerlast 85 Prozent.
Mich nervt schon mein Lexus, 4,6l V8,390 PS, der einfach nicht drückt, wenn ich ihm ins Kreuz trete, sondern erst einmal mehrere Gänge runterschalten muss, weil sein Drehmoment nicht reicht...

[TurboRoger]

Klasse erklärt Wutzer,
das mit den 22 kW passt recht genau in der Teillast bei 100 km/h angesichts der von dir angenommenen Rahmenbedingungen !
Bei modernen Turbomotoren könnte man aber auch mit 330 g/kWh in der VL rechnen, oder ?
Interessant finde ich, dass der Mitteldruck beim Turbo so hoch ist, ich hätte etwas niedriger getippt !

Gruß Roger

[Wutzer]

Die Idee mit einer langen Achse (=niedrige Drehzahl) Kraftstoff zu sparen ist nicht neu. Aber ein Turbomotor hat bei kleinen Drehzahlen ein ähnliches Max-Drehmoment wie der Hubraumriese und stellt in der Teillast dasselbe Moment bei höherem Mitteldruck (=besseren spezifischen Verbrauch) bereit.
Für den Fahreindruck (spontaner Antritt) zählt aber die Leistung (=Drehmoment x Drehzahl). Jeden noch so drehmomentenstarken Motor kann man auch "zu Tode" übersetzen, so dass trotz Riesenhubraum eine lahme Ente entsteht. (Schiffe haben in der Regel auch keinen spontanen Antritt, oder ?)

Gruß
Wutzer

[C-556]

Danke Dir, auch wenn ich immer das Gefühl habe, dass die US V8 weitaus besser aus dem Keller ziehen, als europäische oder andere Motoren. Dabei drehen die Ami V 8 grundsätzlich langsamer als andere Motoren.

Du hast Recht, Antritt ist in der Schifffahrt nicht wirklich wichtig, vergiss aber bitte nicht, dass wir auch als Kraftstoff einen Rafineriemüll fahren, der gar nicht flüssig wäre, wenn er nicht laufend geheizt wird. Mit so einer Brühe lässt sich im Antritt nicht so viel anfangen.
Das ist auch einer der Gründe für die niedrigen Drehzahlen, max 115 U/min
Der mit weit über 100 Grad vorgheizte Brennstoff braucht eine Weile um im Brennraum abzufeuern.

[Wutzer]

Original von TurboRoger

Bei modernen Turbomotoren könnte man aber auch mit 330 g/kWh in der VL rechnen, oder ?
Interessant finde ich, dass der Mitteldruck beim Turbo so hoch ist, ich hätte etwas niedriger getippt !

Gruß Roger

Klar gibt es auch Turbomotoren mit einem besseren Volllastverbrauch. Allerdings können auch Saugmotoren mit viel Hubraum oder mit Hochdrehzahlkonzept die angenommenen Werte unterschreiten. Bei den getroffenen Annahmen handelt es sich in allen 3 Fällen um "durchschnittliche" Erfahrungswerte.

Gruß

Wutzer

[miltiadis]

Original von Wutzer

Original von TurboRoger

Bei modernen Turbomotoren könnte man aber auch mit 330 g/kWh in der VL rechnen, oder ?
Interessant finde ich, dass der Mitteldruck beim Turbo so hoch ist, ich hätte etwas niedriger getippt !

Gruß Roger

Klar gibt es auch Turbomotoren mit einem besseren Volllastverbrauch. Bei den getroffenen Annahmen handelt es sich in allen 3 Fällen um "durchschnittliche" Erfahrungswerte.

Gruß

Wutzer

Hallo Roger und Wutzer,

Also bei den Turbos ist ja die Literleistung (Ladedruck) aussagekräftig.Analog zu der Literleistung
sollten, IMHO, auch die g/kWh Werte sich gestalten.

Bei wieviel PS/L liegen die 350 oder 330 g/kWh eigentlich, bei einer Skala von 100 (Soft-Turbo)
bis 170 PS/L (MP-4, GT 2 RS)





Gruss, Milti

[TurboRoger]

Ich möchte noch einmal das vom user Wutzer Gesagte an einem Beispiel verdeutlichen :
In der schweizer Automobilrevue werden ebenfalls jedes Jahr ausgiebig Fahrzeuge getestet und in dem Zusammenhang auch Testverbräuche, diese minimal sowie bei zügiger Gangart gemessen :

Corvette Z06 : minimal 12,1 l ; im Testzyklus 16,2 l
Porsche 997 Turbo : minimal 10,0 l ; im Testzyklus 17,3 l
Quelle : Jahresausgabe 2007 Catalogue de la Revue Automobile

Man erkennt im Teillastbereich klar den Vorteil des Turbos, nämlich knapp 2l /100 km
Bei häufigerer Volllast kehrt sich das Bild um und der Hubraumriese ist der sparsamere Sportler

Gruß Roger

[TurboRoger]

Hallo Milti,
da wird sich der Wutzer bestimmt gut auskennen, denke ich !

Also vom 997 Turbo mit 480 PS weiß ich aufgrund einer Dissertation, dass der etwa bei 380 g /kWh in der Volllast liegt bei einer Literleistung von 133 PS/l . Der neue Biturbo M5-Motor soll ca. bei 330 g/kWh liegen und hätte auch so um knapp 130 PS/l .
Der LS7 dagegen liegt in der Volllast bei rund 300 g/kWh, also deutlich sparsamer !
Ich würde schon vermuten, dass mit wachsender Literleistung auch der spezifische Verbrauch in der Volllast ansteigen wird.
Aber das alles wird der Wutzer uns genauer sagen können !

Gruß Roger

[miltiadis]

Original von TurboRoger
Hallo Milti,
da wird sich der Wutzer bestimmt gut auskennen, denke ich !

Also vom 997 Turbo mit 480 PS weiß ich aufgrund einer Dissertation, dass der etwa bei 380 g /kWh in der Volllast liegt bei einer Literleistung von 133 PS/l . Der neue Biturbo M5-Motor soll ca. bei 330 g/kWh liegen und hätte auch so um knapp 130 PS/l .
Der LS7 dagegen liegt in der Volllast bei rund 300 g/kWh, also deutlich sparsamer !
Ich würde schon vermuten, dass mit wachsender Literleistung auch der spezifische Verbrauch in der Volllast ansteigen wird.
Aber das alles wird der Wutzer uns genauer sagen können !

Gruß Roger

Danke für die Antwort, Roger!!

Wäre noch interessant zu wissen, was für Werte so ein "Säufer" wie der Aventador, im Vergleich
zum GT 2 RS hat, also diesmal Sauger gegen Turbo!




Gruss, Milti