Fakt ist, dass es zwei verschiedene Leistungen gibt:
Einmal die, die auf der Straße ankommen muss und einmal die, die der Motor abgeben muss.
Die Fahrwiderstandleistung ist grob folgendes:
P_Fahr = (Cw * A * rho * 1/2 * v² + m * g * 0,015 + m * a + m * sina * g) * v
Die des Motors ist wie folgt definiert:
P_Motor = M * n * 2 * Pi / 60
Weiter gilt:
P_Motor = P_Fahr / eta_Antriebsstrang
Die vom Motor aufgebrachte Leitsung ist also schonmal stets höher als die Fahrwiderstandsleistung. Den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs kann man grob auf 90 % setzen. Genau genommen ist er in hohen Gängen höher und in niedrigen Gängen niedriger, aber das kann man jetzt einmal außen vor lassen, das sind weniger als 5 % Unterschied.
Somit gilt: In jedem Gang hat der Motor dieselbe Leistung zu erbringen.
Soweit alles klar, ich will an niemandem vorbeireden, das soll nur der Erläuterung dienen.
Jetzt zum strittigen Punkt, wo womöglich aneinander vorbeigeredet wird:
In welchem Gang erbringt der Motor die geforderte Leistung am effektivsten?
Richtig: Nicht bei Volllast (wegen der Anfettung), nicht bei niedrigen Drehzahlen, wenn er übermäßig ruckelt und auch nicht bei hoher Drehzahl (Fahren im zu niedrigen Gang).
Geruckel und Volllast sind klar, jetzt die Frage nach dem Teillastbereich, wann ist ein Gang zu niedrig oder zu hoch?
Fakt ist, dass man bei Konstantfahrt ohne Steigung immer im höchsten Gang fahren sollte. Die Befürchtung, dass der Motor dabei nach oben aus seinem optimalen Wirkungsgrad herausfährt, ist unbegründet. Wer einmal ein Diagramm diesbezüglich gesehen oder berechnet hat, weiß das.
Zu finden gibt es das, ich hoffe so ein externer Link ist erlaubt, hier:
http://www.motor-talk.de/forum/spritspa ... 30347.html
http://www.motor-talk.de/bilder/spritsp ... 58194.html
http://www.motor-talk.de/bilder/spritsp ... 58214.html
http://www.motor-talk.de/bilder/spritsp ... 58215.html
http://www.motor-talk.de/bilder/spritsp ... 58239.html
Ich habe dafür ein kleines Programm geschrieben, auf das, wie sollte es anders sein, auch 25Plus Zugriff hat.
Nun kommen wir also zur Steigung, wenn man mit konstanter Geschwindigkeit fahren will:
Dort sollte man, wenn der eingelegte Gang noch Spiel hat (leichtes Beschleunigen möglich) auf das Beschleunigen verzichten und den Gang drin lassen, das ist optimal. Kann der Gang die Geschwindigkeit nicht halten oder nur unter höchster Anstrengung: Runterschalten!
Will man die Geschwindigkeit nicht halten, weil man nicht mit 100 über die Kuppe fahren möchte, kann man gerne den zu hohen Gang drinlassen. Volllast ist tabu, aber wenn man auch mit 3/4 Gas mit einer ausreichenden Geschwindigkeit oben ankommt... Perfekt!
Schwierigstes Thema... das Beschleunigen...
Ersteinmal grundlegendes: Das Beschleunigen sollte man zuersteinmal auf die Verkehrssituation ausrichten. Mitschwimmen ist die Devise, nicht zu schnell, dass man ständig bremsen muss, nicht zu langsam, dass man alles aufhält... Logisch...
Wenn man allerdings allein unterwegs ist, was dann?
Jetzt gilt es niedrige Beschleunigungen in Kauf zu nehmen. Beschleunigt wird stets im höchsten Gang, der noch ausreicht den Wagen mit der gewünschten Beschleunigung zu versehen.
Mancheiner legt den dritten Gang ein, der mag es schneller, ein anderer legt den 4. Gang ein, geht genauso wieder ein anderer nimmt den 5. Gang und das ab 50 oder 60 km/h.
Tatsächlich wird derjenige am wenigsten verbrauchen, der es am besten hinbekommt sich im Optimum aufzuhalten. Dieses ist in jedem Gang möglich, sofern man die Drehzahl zwischen etwa 1.500 und 3.500 U/min hält.
Tendenziell verbraucht derjenige, der im höchsten Gang beschleunigt, solange er nicht Vollgas gibt, am wenigsten.
Zu den Diagrammen...
Diagramm 2 zeigt den Mitteldruck eines Motors, also die anliegende Last bei bestimmten Drehzahlen bei konstanter Geschwindigkeit.
In der Veranschaulichung (letzter Link) ist das ganze mit dem Wirkungsgrad hinterlegt (grün über 30 %, hellgrün etwa 27 bis 30 %, gelb 25 bis 27 %, orange 20 bis 25 %, rot 5 bis 20 %, tiefrot 0 bis 5 %) und es sind Lastpunkte eingetragen (man sieht: höherer Gang, höhere Last, höherer Wirkungsgrad, denn der nimmt gerade im unteren Drittel sehr stark nach oben hin zu).
Diagramm 5 zeigt den Mitteldruck über der Geschwindigkeit. Erst bei über 9 bis 10 bar fährt man deutlich in die Volllastanreichuerung.
Diagramm 6 zeigt in welchem Gang man mit dem optimalen Wirkungsgrad fährt. Bei Konstantfahrt ohne Beschleunigung und Steigung stets im höchsten Gang.
Eigentlich könnte ich dasselbe für den Aygo auch anfertigen, nein besser, ich habe es bereits rumfliegen, aber im Endeffekt sieht es auch nicht viel anders aus.
Beim Aygo liegen die Kurven aufgrund der längeren Getriebeübersetzung etwas (mit etwas meine ich 10 bis 20 %, aber noch weit weg von Volllast) höher, deshalb kommt er an Steigungen früher an seine Grenzen... aber bei Konstantfahrt in der Ebene: Höchsten Gang rein und sparen.
@D4wn:
Physik ist schön und gut, aber ab einem bestimmten Punkt macht es eben keinen Sinn mehr mit potentieller Energie zu rechnen.
Da müssen Diagramme her, die die Fahrmechanik zu liefern weiß.
Ich bin bewusst nicht auf deinen Text eingegangen, an dir vorbeireden will ich nicht, also habe ich es einfach so erklärt, wie es mir am sinnvollsten und nachvollziehbarsten erscheint.
PS:
Ein ganz spezielles Thema ist noch die "Parabelfahrt" eine "Konstantfahrt mit ständiger Geschwindigkeitsänderung". Man beschleunigt im höchsten Wirkungsgrad, kuppelt aus, beschleunigt, kuppelt aus... Dabei kann man rein theoretisch einen noch höheren Wirkungsgrad erreichen als bei Konstantfahrt im höchsten Gang. Rein praktisch ist das allerdings kaum umsetzbar (zumindest auf der Autobahn), da man tatsächlich jedes mal auskuppeln muss! Wenn man es konsequent umsetzt ist die Geschwindigkeitsdifferenz kleiner als 5 km/h (mehr macht keinen Sinn und im Verkehr wäre das Schwachsinn, wie oben schonmal erwähnt, nicht auf Kosten anderer sparen), dann muss man aber wirklich ständig kuppeln... geht aufs Getriebe, die Kupplung, den Motor...
Wenn man nicht auskuppelt, verbraucht man zwar nichts (Schubabschaltung), aber der Widerstand ist derselbe, als wenn man mit konstanter Geschwindigkeit fährt. Man gewinnt rein garnichts... ich glaube das kostet sogar Energie.
Am besten ist diese Fahrweise überland anwendbar... oder in der Stadt... Man kennt das: Kurz fest aufs Gas und dann rollen lassen...