Verbrauchsanzeige im Eigenbau

[Sonny06011983]

Ich habe mir ein OBDII-Interface gegönnt und geschaut, welche Daten ich bei meinem Materia damit auslesen kann. Der Datenblock "Kraftstoffverbrauch/h" wird leider vom Steuergerät nicht ausgegeben (bzw. vom Interface). Ebenso einige andere Werte nicht. Aber das Scangauge soll bei einigen hier im Forum (die einen Materia fahren) ja den Kraftstoffverbrauch anzeigen können. Also muss es ja entweder doch diesen Datenblock auslesen können (und ihn mit der auslesbaren Geschwindigkeit verrechnen), ODER: der Wert wird anders errechnet.


Da das Programm auch eine Logging-Funktion bietet, habe ich mal einige Daten mitgeschrieben. U.a. Geschwindigkeit, Drehzahl, Gemischkorrektur und Einlaßluftdruck. Damit hab ich dann eine Excel-Tabelle gefüttert und wollte sehen, wie man THEORETISCH den Kraftstoffverbrauch errechnen könnte. Dabei bin ich zu folgendem gekommen:

• Der Einlaßluftdruck ist ein Absolutdruck. Bei stehendem Motor herrscht im Ansaugkrümmer der Außenluftdruck, also ca. 100kPa (=1 bar absolut). Würde der Motor laufen und der Krümmerdruck läge bei 100kPa, so würde der Zylinder beim Ansaugen vollständig gefüllt. Also kann man über den Krümmerdruck THEORETISCH auf die Luftfüllung der Zylinder schließen (das Motorsteuergerät macht ja auch nix anderes mit dem Signal).
• Setzt man den so gewonnenen Füllgrad mit der Drehzahl, der Zylinderzahl sowie dem Zylinderhubraum in Verbindung, so erhält man THEORETISCH die Zylinderluftfüllung pro Zeiteinheit.
• Bei idealem Gemisch (Lambda~1) werden pro kg Kraftstoff 14,7kg Luft zur Verbrennung benötigt. Bei normales Fahrzustand (also kein Warmlauf, keine Volllast sowie - natürlich - keine aktive Schubabschaltung) meldet mein OBD-Inferface daß der Lamdakreis geschlossen ist, also der Motor auf Lambda~1 ausgeregelt wird. Über die Dichte von Kraftstoff (ca. 0,75kg/l) und Luft (ca. 0,001293kg/l bei 0°C) sollte man also auf den Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit kommen. Wir dieser mit der Geschwindigkeit verrechnet, sollte man den Kraftstoffverbrauch pro 100km erhalten.

Bei dieser Formel werden mir allerdings zu hohe Verbräuche angezeigt. Ein Problem ist, daß ich von der idealen, theoretischen Zylinderfüllung ausgehe. Nur weil der Druck im Ansaugkrümmer z.B. 50kPa (~0,5Bar) ist, heiß das ja nicht, daß die Zylinder auch zur Hälfte mit Luft gefüllt werden. Denn: Durch die Dynamik der Luftsäule können sowohl höehere als auch niedrigere Füllungen entstehen. UND: Bisher bin ich davon ausgegangen, daß auch tatsächlich bei 1bar Ansaugdruck der gesamte Zylinderinhalt gefüllt wird. Ich habe aber die Ventilsteuerzeiten nicht mit berechnet. Dadurch können sich ja die Saugzeiten verschieben, evtl. wird auch Luft zurückgedrückt, weil das Ventil erst nach UT (unterer Totpunkt) wieder schließt.

Aber: Es gibt ja die Datenblöcke "Langzeit-Gemischkorrektur" und "Kurzzeit-Gemischkorrektur". Ersterer gibt (lt. WHB!) den Lernwert an, um den die Einspritzmenge gegenüber dem Kennfeld verändert wird. Der zweite Wert gibt die Änderung aufgrund der Lambdaregelung an. Kombiniert man beide Prozentwerte, so ergibt sich die aktuelle Abweichung der Einspritzmenge zur idealen Menge laut Standard-Kennfeld. Wenn ich diese Gemischkorrektur nun in meine Formeln mit einbeziehe, bekomme ich recht reale Verbrauchswerte.

Ein Rechenbeispiel, aufgegriffen aus einer relativ konstanten Fahrsituation innerhalb meines Logs:
Ich fahre mit meinem 1,3er Materia 97km/h im 5. Gang bei einer Motordrehzahl von 3098U/min´, bei einem Ansaugdruck von 68kPa (~0,68bar absolut). Die kombinierte Gemischkorrektur beträgt -32,03%. Dann ergibt sich:

Hubraum 1,298 l : 2 (weil pro Umdrehung nur zwei der vier Zylinder ansaugen) = 0,649 l maximale theroretische Füllung pro Motorumdrehung.

0,649 l x Füllgrand von 68% (wegen dem Absolutluftdruck von 0,68 bar) = ca. 0,44 l Füllung pro Motorumdrehung.

ca. 0,44 l Füllung x Motordrehzahl 3098U/min = ca. 1367 l Füllung pro Minute.

ca. 1367 l Füllung x Dichte von optimaler Gasfüllung 0,001381 kg/l = ca. 1,88 kg Füllung pro Minute.

Das theoretisch optimale Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff beträgt 14,7kg Luft zu 1 kg Kraftstoff. D.h., von 15,7kg Füllung sind 1kg Kraftstoff, also ein 15,7tel. Also:
ca. 1,88 kg Füllung : 15,7 = ca. 0,12 kg Kraftstoff pro Minute.

Davon ziehen wir die Gemischkorrektur ab, also die -32,03%. Wir multipliezieren es also mit 67,97%:
ca. 0,12 kg Kraftstoff pro Minute x 67,97% = ca. 0,082 kg Kraftstoff pro Minute.

ca. 0,082 kg Kraftstoff pro Minute x 60 = ca. 4,9 kg Kraftstoff pro Stunde.

ca. 4,9 kg Kraftstoff pro Stunde x 100 : 97km/h = ca. 5,06 kg Kraftstoff pro 100km.

ca. 5,06 kg : Dichte von Benzin 0,75 kg/l = ca. 6,74 l/100km

Puuh, ich gebe zu, dieser Beitrag ist laaang! Ich hab auch keine Ahnung, ob er jemandem was bringt. Aber ich fand die Berechnungen mittels der OBD-Daten sehr interessant!

[GTiProll]

Diese Rechnung is vollkommen korrekt und zumindest meiner Meinung nach sehr sinnvoll! Anhand solcher Sachen rechne ich z.B. auch Motorleistungen aus. Sind zwar oftmals nur Näherungen, kommen der Realität aber verdammt nahe.