Motoreffizienzkennfelder beschreiben, wie effektiv der Motor Kraftstoff in mechanische Arbeit umwandelt. Das Verständnis dieser Kennfelder hilft zu erklären, warum bestimmte Betriebsbereiche von der ECU bevorzugt werden.

Übersicht

Kein Motor wandelt die gesamte Kraftstoffenergie in nützliche Arbeit um - Verluste entstehen durch Wärmeabgabe, Pumpen und Reibung. Effizienzkennfelder zeigen, wo der Motor am effizientesten arbeitet und leiten die Steuergerätestrategien zur Kraftstoffeinsparung.

BSFC-Definition

Der bremsspezifische Kraftstoffverbrauch (BSFC) misst den Kraftstoffverbrauch pro Leistungseinheit:

BSFC = Kraftstoffdurchsatz (g/h) / Leistung (kW)

Einheiten: g/kWh (Gramm pro Kilowattstunde)

Geringere BSFC = höherer Wirkungsgrad. Typische Werte:

• Moderner Diesel - 190-220 g/kWh bei Spitzenwirkungsgrad
• Modernes Benzin - 230-270 g/kWh bei Spitzenwirkungsgrad
• Bereich des höchsten Wirkungsgrads - typisch 2000-3000 RPM, 70-90% Last

Thermischer Wirkungsgrad

Der Prozentsatz der Brennstoffenergie, der in mechanische Arbeit umgewandelt wird:

Thermischer Wirkungsgrad = (Leistungsabgabe / Brennstoffenergiezufuhr) × 100

Moderner Diesel: 40-45% Spitze
Moderner Ottokraftstoff: 35-40% Spitze

Struktur der Effizienzkarte

• X-Achse - Motordrehzahl (RPM)
• Y-Achse - mittlerer effektiver Bremsdruck (BMEP) oder Last
• Konturen - Linien mit konstanter BSFC

Die “Insel” der niedrigsten BSFC zeigt, wo der Motor am effizientesten ist.

Warum die Effizienz variiert

• Geringe Belastung - Drosselverluste (Benzin), Wärmeverluste dominieren
• Hohe Drehzahlen - die Reibung steigt, die Effizienz der Atmung sinkt
• Kalter Betrieb - erhöhte Reibung, Wärmeabfuhr
• Reicher Betrieb - Überschüssiger Kraftstoff wird nicht in Arbeit umgewandelt

ECU Verwendung von Effizienzdaten

• Anzeige des Kraftstoffverbrauchs - berechnet aus Effizienzkarten
• Schätzung des Drehmoments - Luftmasse × Wirkungsgrad = erwartetes Drehmoment
• Tempomat - zielt auf eine effiziente Betriebsregion ab
• Deaktivierung von Zylindern - verschiebt die verbleibenden Zylinder in die effiziente Zone

Auswirkungen der Kalibrierung

• Die Leistungsoptimierung führt häufig dazu, dass der Betrieb nicht mehr mit maximaler Effizienz abläuft.
• Eco-Tuning optimiert für die effiziente Insel
• Höhere boost können die Effizienz im Teillastbereich verbessern (Downspeeding)
• Änderungen der Zeitplanung wirken sich direkt auf die Effizienz aus

Kompromiss zwischen Effizienz und Leistung

• Maximale Leistung - leicht fettes Gemisch, vorverlegte Steuerzeiten, hohe Drehzahlen
• Maximale Effizienz - mageres Gemisch, optimales Timing, moderate RPM
• Maximales Drehmoment - stöchiometrisches Gemisch, optimaler VE-Punkt

Bewährte Praktiken

• Verstehen, dass Effizienz- und Leistungsspitzen an unterschiedlichen Betriebspunkten auftreten
• Eco-Tuning verschiebt den Betriebspunkt in Richtung Spitzeneffizienz
• Leistungstuning akzeptiert geringere Effizienz für mehr Leistung
• Protokollierung des Kraftstoffverbrauchs während der Abstimmung zur Überprüfung der Effizienzänderungen