Priusfreunde.de

Arbeit ist ein Stichwort - sitze hier (leider) gerade am Laptop und arbeite...

Physik brauche ich im Job allerdings eher weniger - Mathematik und Kombinatorik um so mehr.

93% Wirkungsgrad sind nun nicht wirklich schlecht, auch ein Schaltgetriebe dürfte nur auf 99% kommen, Werte von Automatikgetrieben habe ich leider nicht, ich gehe davon aus, das sie nur geringfügig (1%) unter denen der mechanischen Getriebe liegen - in stationären Betriebspunkten.
Mechanische stufenlose Getriebe hingegen haben durchaus schlechtere Wirkungsgrade.

Das der Prius trotzdem wenig(er) verbraucht liegt daran, das der Motor in einem effizienteren Betriebspunkt betrieben wird als bei Normalautos.

Das Getriebe hat dann zwar 99% Wirkungsgrad aber die Abstimmung auf den Motorbetriebspunkt ist es leider nicht und der Gesamtwirkungsgrad ist dann eben G*m vs. g*M - ein bißchen mehr Verluste im Getriebe, dafür aber überkompensiert beim Motor.

Es mag jedoch in Abhängigkeit von Steigung, Gegenwind und exakter Geschwindigkeit einzelne Betriebspunkte bei Normalautos geben, wo deren Wirkungsgrad höher ist, nur wann fährt man genau 127.4 km/h bei 1.23% Steigung und Windstärke 5 aus SSO im 5. Gang?

Bei den Motoren ist schlicht einfach mehr herauszuholen, beim Getriebe ist nicht mehr viel drin.

Rechenbeispiele:

Normalauto 130km/h:
Getriebe = 99% Motor=24.2% => 24%
Prius 130km/h:
Getriebe = 93% Motor=35% => 33%

oder andersrum ausgedrückt:
Um 6% schlechteren Getriebewirkungsgrad zu kompensieren muß der Motor statt 24 % nur 25.6% Wirkungsgrad haben - jeder Punkt drüber ist Gewinn!<br><br>Posting ge&auml;ndert von: gcf, am: 17/06/2007 13:37

slowandi schrieb:

Ja, behaupte ich immer noch, allerdings nicht generell auf der Autobahn, sondern ab Tempo 100 !
Deine Messungen in Ehren, aber die Praxis zeigt nun mal, dass der Wirkungsgrad des Gesamtsystems ab Tempo 100 hinter konventionellen Otto- und Dieselautos zurückbleibt.

Diesel ja, aber dass ein von der Leistung vergleichbarer Otto(also so um die 110PS) nennenswert besser als der Prius sein kann, will ich erstmal sehen...
Die schlechteren Verbrauchswerte liegen bestenfalls einfach daran, dass der Motor einfach zu hoch drehen muss, wenn wirklich viel Leistung benötigt wird und er deshalb nicht mehr ganz so effektiv ist.

Da würde ein größerer Benziner schon Abhilfe schaffen, da man die Drehzahlen deutlich reduzieren könnte. Wäre auch gut für die Ohren bei ganz hoher Leistung...

Die Effektivität vom Priusmotor fällt aber auch nur sehr wenig ab, wenn man über die beste Drehzahl von ungefähr 2400 kommt, deswegen ist das gar nicht mal so tragisch.(gilt zumindest bis 4000 ungefähr) Mehr Hubraum könnte er aber trotzdem vertragen für die AB, klar...

Ein Handschaltgetriebe ist vom Wirkungsgrad her schon noch besser, aber dafür hat man den stufenlosen Effekt nicht.

Das sind ja Messungen bei realen Fahrzuständen, deswegen geht es ja kaum praxisnaher. Der Verbrauch lag auf dieser Fahrt bei 4,5l/100km lt. BC bei 15% Stadt 15% BAB(bis 160 lt.Tacho). Auf der AB war kein Balken deutlich über 5l zu sehen, liegt aber auch daran, dass es etwas bergab geht.
Ich bin schon lange keine 100km und mehr am Stück auf der AB gefahren, aber dabei lag der Verbrauch auch unter 6 Liter, bei Geschwindigkeiten um 130 km/h.
Bin mal auf die Münster-Fahrt gespannt, sind gute 450km Autobahn am Stück.


Die Frage ist nun, wie erklären sich die Experten das ?
Was genau? Die Messungen gelten natürlich nur für meinen P1 mit 70000km, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass ein technisch einwandfreier P2 deutlich nach oben abweicht. Schon allein wegen dem besseren cw-Wert und den anderen Spartricks sollte er etwas besser sein.<br><br>Posting ge&auml;ndert von: tobistenzel, am: 17/06/2007 13:37

Einfach bei 2400, (dem besten Punkt nur für den Motor alleine) zu beschleunigen muss nicht der beste Weg sein, da der Motorwirkungsgrad in einem größeren Bereich kaum absinkt. Also kommt es mehr darauf an, wie viel Strom übertragen wird. Das müsste grob eigentlich der Fall sein, wenn die Drehzahl vom MG1 in der Nähe von Null ist(ist noch ein bisschen fraglich, ich denke aber schon, dass es so ist).

Wenn Graham Davies Recht hat und ich mich nicht verrechnet habe müßte man diesen Fall bei einer Drehzahl vom ca. 26,5 fachen der Geschwindigkeit in Km/h haben.


Hätte aber gedacht das ein Schaltgetriebe höchstens 95% Wirkungsgrad hat.

mlc schrieb:
Wenn Graham Davies Recht hat und ich mich nicht verrechnet habe müßte man diesen Fall bei einer Drehzahl vom ca. 26,5 fachen der Geschwindigkeit in Km/h haben.

Der PSD-Simulator sagt das Gleiche, ja.

Hätte aber gedacht das ein Schaltgetriebe höchstens 95% Wirkungsgrad hat.[/quote]

So in etwa ist das der Wirkungsgrad eines Schaltgetriebes, das liest man öfter. Ich suche im Moment nach gemessenen Werten bei einem echten Schaltgetriebe, mal schauen.
Unser System liegt also recht gut im Vergleich zum Handschalter, bei Automatiken kenne ich die Wirkungsgrade nicht wirklich, kommt aber auch sehr auf die Bauweise an. Hydrodynamische Wandler z.B. sind nicht besonders toll in der Bilanz, wenn man sie nicht umgehen kann.

Danke für den tollen Link zu den Oak Ridge Labs!

gcf schrieb:

93% Wirkungsgrad sind nun nicht wirklich schlecht, auch ein Schaltgetriebe dürfte nur auf 99% kommen, Werte von Automatikgetrieben habe ich leider nicht, ich gehe davon aus, das sie nur geringfügig (1%) unter denen der mechanischen Getriebe liegen - in stationären Betriebspunkten.
Mechanische stufenlose Getriebe hingegen haben durchaus schlechtere Wirkungsgrade

Ich habe ein Buch dazu hier: &quot;Aerodynamik des Automobils&quot;, das sich auch mit Verbrauch und Fahrwiderständen allgemein beschäftigt.

Für Stufengetriebe liegt der Wirkungsgrad zwischen 92 und 97%, (mit höherer Drehzahl schlechter werdend logischerweise); gilt für Handschalter, DSG, ASG.
Wandlerautomatiken liegen wegen dem hydrodynamischen Wandler schlechter, der aber oft beim normalen Fahren überbrückt wird.
Ich habe in einem Getriebebuch mal was von einem Anhaltswert von 99% Wirkungsgrad für eine Zahnradstufe gelesen. Dazu kommen noch die Lagerreibungsverluste, das Getriebeöl verursacht auch noch etwas Widerstand.
Also liegt das HSD (oder bei mir THS) wirklich gut, sogar in diesem Vergleich.
Mechanische CVTs sind schon deutlich schlechter als Stufengetriebe, 80-86%.

tobistenzel schrieb:
Für Stufengetriebe liegt der Wirkungsgrad zwischen 92 und 97%, (mit höherer Drehzahl schlechter werdend logischerweise); gilt für Handschalter, DSG, ASG.
Wandlerautomatiken liegen wegen dem hydrodynamischen Wandler schlechter, der aber oft beim normalen Fahren überbrückt wird.
Ich habe in einem Getriebebuch mal was von einem Anhaltswert von 99% Wirkungsgrad für eine Zahnradstufe gelesen. Dazu kommen noch die Lagerreibungsverluste, das Getriebeöl verursacht auch noch etwas Widerstand.
Also liegt das HSD (oder bei mir THS) wirklich gut, sogar in diesem Vergleich.
Mechanische CVTs sind schon deutlich schlechter als Stufengetriebe, 80-86%.[/quote]

Danke für die interessanten Zahlen !

@tobistenzel:

Diesen thread verfolge ich mit Interesse, kann aber trotz (lange zurückliegender) naturwissenschaftlicher Vorbildung nur bis zu einem gewissen Punkt folgen.

Aber die Gelegenheit ist günstig, auf einen Vortrag in einigen Wochen hinzuweisen. Ich vermag natürlich nicht zu beurteilen, ob er Dir den weiten Weg aus der Oberpfalz in die Landeshauptstadt wert ist, aber falls doch - interessant ist er bestimmt: Bitte hier klicken.

Grüße, Egon<br><br>Posting ge&auml;ndert von: Egon, am: 20/06/2007 16:37

Egon schrieb:
@tobistenzel:

Diesen thread verfolge ich mit Interesse, kann aber trotz (lange zurückliegender) naturwissenschaftlicher Vorbildung nur bis zu einem gewissen Punkt folgen.

Aber die Gelegenheit ist günstig, auf einen Vortrag in einigen Wochen hinzuweisen. Ich vermag natürlich nicht zu beurteilen, ob er Dir den weiten Weg aus der Oberpfalz in die Landeshauptstadt wert ist, aber falls doch - interessant ist er bestimmt:

Ja, sicher. Den Thread habe ich damals gesehen, aber wieder vergessen. Ich komme aber höchstwahrscheinlich ohne Prius, Bahnfahren ist da viel einfacher(und immer noch umweltfreundlicher)!

Weil ich für ein anderes Forum 2 Grafiken hochgeladen habe, will ich die hier auch mal zeigen.

Mal ein Beispiel für die Leistungsanforderung bei einer Fahrt ca. 1 Stunde mit Anfang und Ende in der Stadt, dazwischen liegt zuerst ein größerer Landstraßenabschnitt und dann eine BAB mit Baustelle.
Sind auch einige Höhenmeter unterwegs, die Start- und Zielhöhe ist aber ähnlich.

Ich habe hier mal die vom Benziner abgerufene Leistung aufgezeichnet:



Die Einheit nach oben ist Watt, nach rechts Sekunden. Der Durchschnittswert liegt bei 12,3kW, also schlappe 17PS. Das braucht man, um ein 1,4t Hybridauto durch die Gegend zu bewegen.

Den Geschwindigkeitsverlauf auch noch, das ist die Drehzahl von MG2, wenn man die Geschwindigkeit in km/h haben will, muss man die y-Werte durch 36 teilen:



Durchschnitt ist 79km/h.

Die Drehzahlkurve dazu:



Ich habe extra Daten von einer Fahrt genommen, die nicht ich, sondern mein Vater gefahren ist, der nur zu 1% Hybrid fährt, wenn überhaupt.
Man sieht also wirklich, wie das System arbeitet, wenn man es einfach machen lässt und einfach &quot;normal&quot; fährt.
Bei sieht es wahrscheinlich etwas anders aus. Ein interessanter Vergleich, das war nur eine Ausnahme, sonst fahre ich die Strecke...

<br><br>Posting ge&auml;ndert von: tobistenzel, am: 20/06/2007 19:22

...hoffe das klingt jetzt nicht oberlehrerhaft - aber der Wirkungsgrad eines mechanischen Getriebes ist vor allem auch vom übertragenen Drehmoment abhängig!

Man hat also ein Kennfeld und keine Kennlinie.

Tendenziell ist es so, kleines Drehmoment=schlechter Wirkungsgrad, großes Drehmoment=guter Wirkungsgrad.

Die absolute Verlustleistung hingegen ist wieder Drehmoment*Drehzahl*Wirkungsgrad, wo man also &quot;das meiste liegen läßt&quot; sieht wieder anders aus...

Die 99% hatte ich glaube ich aus dem ORNL-Report und bezogen sich auf das PSD, allerdings ist ein mechanisches Getriebe im 5.Gang ja auch nicht komplizierter als das PSD - Achse rein, 2 Zahnräder, 4 Kugellager, Achse raus, Untersetzung zur Achse, war also &quot;mal so grob als Ideal angenommen&quot;.

...alles sehr interessant; weiter so!
Ich sinniere z.Zt. immer mal wieder über das HSD-Verhalten, wenn die Drehzahl von MG1 sehr nahe bei 0 liegt.
Über 0 Generator, liefert Strom; unter 0 E-Motor, zieht Strom; aber was passiert im Übergang?
Oder wird dieser Bereich von der SW vermieden?

Wünsche allen PT-Besuchern ein schönes WE !!!
Frank aus HH<br><br>Posting ge&auml;ndert von: franky1461, am: 23/06/2007 21:01

gcf schrieb:
...hoffe das klingt jetzt nicht oberlehrerhaft - aber der Wirkungsgrad eines mechanischen Getriebes ist vor allem auch vom übertragenen Drehmoment abhängig!

Klar, freut mich ja, wenn noch jemand mitdenkt!
Ich habe das Diagramm aus dem Buch etwas zu viel zusammengefasst, das sollte man besser so sagen:

Das Verlustmoment nimmt mit steigender Drehzahl zu, auch ist es in höheren Gängen laut dem Diagramm höher. Für den Wirkungsgrad kommt es dann natürlich auch auf das übertragene Drehmoment an, klar.


Man hat also ein Kennfeld und keine Kennlinie.
Tendenziell ist es so, kleines Drehmoment=schlechter Wirkungsgrad, großes Drehmoment=guter Wirkungsgrad.

Ja.

Ich habe mir noch ein paar Getriebebücher angesehen, mal findet kaum genaue Angaben zu den Verlusten. Schein wohl auch nicht so einfach zu sein, das einfach anzugeben. Meistens findet man eben ein paar grobe Angaben, wie oben von mir. &quot;Bis zu 98% Wirkungsgrad&quot; habe ich auch gefunden, naja...

Klar ist natürlich, dass das PSD prinzipbedingt mehr Verluste haben muss, aber es ist nicht dramatisch viel mehr.
Die freie Drehzahlwahl und die vielen anderen Vorteile gleichen das leicht wieder aus.


Ich sinniere z.Zt. immer mal wieder über das HSD-Verhalten, wenn die Drehzahl von MG1 sehr nahe bei 0 liegt.

Über 0 Generator, liefert Strom; unter 0 E-Motor, zieht Strom; aber was passiert im Übergang?

Oder wird dieser Bereich von der SW vermieden?

In dem Bereich nimmt MG1 ganz klar Energie auf.
Der Rotor steht und wird festgehalten, dazu muss ein Strom durch den Stator fließen, der ein Drehmoment auf den Rotor erzeugt, um diesen eben am Drehen zu hindern.
Interessant ist aber, wie sieht dieser Grenzbereich genau aus? Die kleinen Drehzahlen machen schon mehr Probleme als die großen, sowohl beim Verstehen als auch bei der elektronischen Regelung der ganzen Sache.
Dazu muss ich mir noch ein paar Gedanken machen.



Wünsche allen PT-Besuchern ein schönes WE !!!

Ja, hatten wir! Vor allem die Möglichkeit, mal ein PSD in die Hand zu nehmen und damit zu spielen war schon viel wert. Die Fahrzustände mal mit den Händen nachzustellen und dabei den Umstehenden zu erklären hatte schon was Besonderes...

Der Rotor steht und wird festgehalten, dazu muss ein Strom durch den Stator fließen, der ein Drehmoment auf den Rotor erzeugt, um diesen eben am Drehen zu hindern.
Das wäre also der &quot;Startpunkt&quot; des heretical mode.
Denn kurz davor, bei kleiner positiver Drehzahl, wird ja wohl noch (ein wenig) Strom generiert.

Die kleinen Drehzahlen machen schon mehr Probleme als die großen, sowohl beim Verstehen als auch bei der elektronischen Regelung der ganzen Sache.
Das ist es ja. Deshalb meine Vermutung, dass die PSD-Steuerung diesen Bereich meidet. Vielleicht mal beim Fahren darauf achten? Ich selbst fahre ja z.Zt. Vectra.

Gruß aus HH, Frank

Das ist es ja. Deshalb meine Vermutung, dass die PSD-Steuerung diesen Bereich meidet. Vielleicht mal beim Fahren darauf achten? Ich selbst fahre ja z.Zt. Vectra.

Man wird da beim Fahren wahrscheinlich nichts von merken. Aber ich gehe davon aus das MG1 nahe an diesem &quot;Nullpunkt&quot; nicht als Generator arbeiten kann. Bei ganz langsamer Fahrt hört man beim Bremsen immer ein schleifendes Geräusch, er bremst dann also nicht mehr elektrisch(mit MG2). Ich denke also MG1 wird das bei niedrigen Drehzahlen auch nicht können.


Da gibt es aber noch etwas was wir hier noch gar nicht bedacht haben: Der Strom von/zur Batterie. So nützlich es ist die Energie zu speichern, der Wirkungsgrad dürfte nicht so toll sein. Ich habe schon gelesen das manche beim Beschleunigen so fahren das auf der Energieanzeige kein Pfeil von/zur Batterie geht. Das bedingt dann aber wieder etwas höhere Drehzahlen.

Die ganze Geschichte ist doch weit schwieriger als ich am Anfang dachte. Jedenfalls habe ich bis jetzt mit niedrigeren Drehzahlen gute Erfahrungen gemacht. Der Spritmonitor zeigt für die letzte Betankung einen wirklich guten Wert. Ich bin bis jetzt wieder so ca. 180Km gefahren und der BC zeigt 3,9L! Das werde ich weiter Beobachten.

mlc schrieb:
Das ist es ja. Deshalb meine Vermutung, dass die PSD-Steuerung diesen Bereich meidet. Vielleicht mal beim Fahren darauf achten? Ich selbst fahre ja z.Zt. Vectra.

Ich habe es mal beobachtet und auch wirklich probiert, in den ganz niedrigen Drehzahlbereich von MG1 zu kommen. Wie erwartet, es fällt überhaupt nichts auf. Man kann ihn problemlos dort halten, er springt auch munter von -60 auf +40 hin und her, kein Problem und komplett unauffällig.

Ich glaube nicht, dass das schaltungstechnisch einfach hinzubekommen war...

Schwierig ist die Frage, bis wohin er tatsächlich Generator sein kann. Irgendwann, wenn man die Drehzahl klein genug macht, fressen die Verluste im MG1 die mechanische Energie, die er von außen bekommt auf.
Wo das ist, kann man schlecht sagen, da müsste man tatsächlich mal nachmessen.


Man wird da beim Fahren wahrscheinlich nichts von merken.
ich wahrscheinlich so. Ich zumindest nicht. Könnte aber beim P2 ein kleines bisschen auffälliger sein, da das Sonnenrad bei dem wälzgelagert ist, bei mir gleitgelagert. Wenn, dann muss man aber gewaltig aufpassen und der Wechsel der Drehrichtung muss recht schnell passieren.

Bei ganz langsamer Fahrt hört man beim Bremsen immer ein schleifendes Geräusch, er bremst dann also nicht mehr elektrisch(mit MG2). Ich denke also MG1 wird das bei niedrigen Drehzahlen auch nicht können.

Beim P2 macht man die Umschaltung auf mech. Bremsen wahrscheinlich, dass man dann sehr kontrolliert anhalten kann. Die Bremswirkung des MG2 reicht dann einfach nicht mehr aus. Etwas mitbremsen wird er noch länger, denke ich.


Da gibt es aber noch etwas was wir hier noch gar nicht bedacht haben: Der Strom von/zur Batterie. So nützlich es ist die Energie zu speichern, der Wirkungsgrad dürfte nicht so toll sein. Ich habe schon gelesen das manche beim Beschleunigen so fahren das auf der Energieanzeige kein Pfeil von/zur Batterie geht. Das bedingt dann aber wieder etwas höhere Drehzahlen.

Ja, das ist Regel Nr.1 meine ich: Möglichst wenig Strom zur Batterie!
Das ist einfach der ineffektivste Weg, ganz klar, aber wir wissen ja alle, dass der trotzdem sinnvoll ist
Die &quot;Entscheidung&quot;, was nun besser ist, ist aber recht &quot;haarig&quot;: Strom verbrauchen oder den ICE im ungünstigen Drehzahlbereich unter 1500 laufen lassen?
Kann man kaum entscheiden, aber das Auto macht das ja recht selbstständig.
Ganz schöner Aufwand, das alles so bei der Programmierung mit einzubauen!
Ich mache es üblicherweise so, dass ich versuche, möglichst weit ohne Benzinverbrauch zu rollen, das macht man üblicherweise im Bereich &gt;70km/h.
So bis 4-6kW lässt das System dabei zu, dann schaltet sich der Benziner ein.
Ist man im Bereich, in dem der Benziner steht, ist er viel großzügiger mit der Leistung des E-Motors.
Sehr schlau gemacht, im Schnellfahrmodus läuft der Benziner sowieso mit und verursacht gewaltige Verluste von meherern kW, größtenteils durch die Lagerreibung.

Da mit Strom anzutreiben ist nicht gut, da kann man gleich Benzin einspritzen. Darunter passts wieder, da der ICE steht, da ist das el. Fahren sinnvoller.

Umso mehr man überlegt, desto komplizierter kommt einem da die Entwicklung vor!


Die ganze Geschichte ist doch weit schwieriger als ich am Anfang dachte. Jedenfalls habe ich bis jetzt mit niedrigeren Drehzahlen gute Erfahrungen gemacht.


Was man aber sagen kann, denke ich zumindest: Am besten ist es, die Drehzahl von MG1 klein zu halten. Also braucht man abhängig von der Fahrgeschwindigkeit eine bestimmte Drehzahl des ICE, damit es passt.
Das bedeutet wenig Energieübertragung über den el. Weg und das ist gut so!
Also ansteigende Drehzahl bei steigender Geschwindigkeit.<br><br>Posting ge&auml;ndert von: tobistenzel, am: 12/07/2007 20:11