Verluste von 5- und 6-Gang-TDI-Getrieben

[Blackfrosch]

Edit ulf:
abgetrennt von post623810.html#p623810

Er hat es also gewagt
Ich hätte meinen 5. Gang ja auch schon verlängert, wenn nicht mein Getriebe schon teilweise singen würde, mein ZMS eines der lauten Sorte ist, und die Abstufung von 4 in 5 einfach mal garnicht geht. Und richtig lang isses auch noch nicht... Ich habe meine maximal Leistung so wie Lichtenauer von 3400 bis 4000rpm.
Umbau auf 6. Gang (FSM / FJW) - löst die "Verbrauchprobleme" und die Lautstärke auf der BAB. Ab 100km/h rechne ich fast mit nem halben Liter Ersparnis.

Was sind deine Beobachtungen zum Verbrauch?


gruß Blackfrosch

[ulf]

Umbau auf 6. Gang (FSM / FJW) - löst die "Verbrauchprobleme" und die Lautstärke auf der BAB. Ab 100km/h rechne ich fast mit nem halben Liter Ersparnis.

Verbrauchsprognosen halte ich für etwas gewagt, denn
1. sind die 6-Gang Boxen samt spezifischer Drumherumteile schwerer und kosten damit mehr Sprit beim Beschleunigen
2. drehen sich in den 6-Gang Boxen beim Fahren ständig 3 statt 2 Zahnradwellen, was die inneren Reibungsverluste erhöht.

Beide Mehrverbräuche müßtest Du erstmal durch die Drehzahlsenkung kompensieren, und erst was dann noch an Minderverbrauch übrigbleibt, siehst Du wirklich beim Tanken.

Das maximal sparsame Getriebe für die 1,9er TDIs ist IMO tatsächlich ein weit gespreiztes der Gattung 5-Gang.

[Blackfrosch]

1. sind die 6-Gang Boxen samt spezifischer Drumherumteile schwerer und kosten damit mehr Sprit beim Beschleunigen
2. drehen sich in den 6-Gang Boxen beim Fahren ständig 3 statt 2 Zahnradwellen, was die inneren Reibungsverluste erhöht.

Die 6 Gang Boxen mit ZMS und Kupplung sind um ca 15kg schwerer. Das ist auf den meisten Strecken nicht messbar.

Die Reibung der MQ350 Getriebe würde ich als identisch ansehen. Die MQ250 Baureihe sollte auf jeden Fall eins sein -> BILLIG. So sind diverse Lager einfach nicht ausreichend dimensioniert. Mein singendes 5-Gang dreht sich sicher auch nicht wie es soll. Die MQ350 sind laut meinen Kenntnissen extrem viel haltbarer, die Lager damit stabiler.

Das 5-Gang spreizen um auf sinnvolle 200km/h bei 3400rpm zu kommen, wird kaum gehen.
Dazu müsste man ab dem 3. Gang alles tauschen, dazu müssen bei mir wohl noch 2 Hauptwellenlager ersetzt werden. So kommt man mit 6 Gang günstiger.

Falls jemand aber Wirkungsgradangaben von MQ350 und MQ250 hat immer her damit.
Und das ZMS bleibt in meinem konkreten Fall auch noch ein Problem. Da gab es unterschiedliche Ausführungen. Mit A2 Buchsen, war mein Auto nur mit Gehörschutz fahrbar. Bin bei anderen 1.9TDI (AXR) Fabias mit gefahren - da war das nicht.
Der Brummt ohne Ende der Karren.

-> Irgendwann muss ich Kupplung/ZMS eh ersetzen. -> Getriebe braucht wohl zumindest ne Revision...


gruß Blackfrosch

[cycleracer88]

Wie Ulf schon geschrieben hat, wird die Reibung beim 6-Gang Getriebe höher sein. Drei Wellen werden auch bei besseren Lagern mehr Reibung haben.
Wenn du maximal sparsam sein willst, kommst du mit einem umgebauten ultralangen 5-Gang Getriebe am besten. Lässt sich ja so bauen, dass 3400 rpm @ 2000km/h anliegen

[Blackfrosch]

Laut euch beiden müsste ja im 6 Gang die Kraft 2 mal mehr umgelenkt werden. Glaubt ihr dadran wirklich? Ich würde mal behaupten die nicht benutze Achsübersetzung dreht frei mit.
Ergibt bei extremer Teillast noch nichtmal messbare Mehrreibung.

2 Umlenkungen mehr hätte eine Halbierung des Wirkungsgrades zur Folge. Bei einer Umlenkung mehr müsste der Motor andersrum laufen! Nur mal 2 Gedanken

[ulf]

Laut euch beiden müsste ja im 6 Gang die Kraft 2 mal mehr umgelenkt werden. Glaubt ihr dadran wirklich? Ich würde mal behaupten die nicht benutze Achsübersetzung dreht frei mit.

So ist es auch, AFAIK.

Ergibt bei extremer Teillast noch nichtmal messbare Mehrreibung.

. . . außer daß alle drehenden Teile Luftwirbel verursachen und das Getriebeöl umrühren.
Stell Dir mal so einen kalten Halb-Honig vor, der bestenfalls auf Langstrecken so dünnflüssig wird wie man sich das üblicherweise vom Motoröl denkt: da drin soll keine meßbare Energie "verloren"gehen?

[Blackfrosch]

Bei ca 95% Wirkungsgrad hast du ca 1kW im Normalbetrieb zum Öl heißen.
Hast du schonmal ein MQ350 zerlegt? Deine Theorie ist zum Scheitern verurteilt. Ich werde mal meinen MM1 Prof bbefragen. Der hat bei Getrag damals mit entwickelt. (MQ350 ist aber ZF?) MQ250?

[ulf]

Bei ca 95% Wirkungsgrad hast du ca 1kW im Normalbetrieb zum Öl heißen.

Ich heiße Ulf und nicht Öl
Falls Du heizen meinst:
Dank der großen Gehäuseoberfläche und der Luftumströmung bleibt die Wärme aber nicht im Getriebe, sondern geht zügig wieder raus, oder meinst Du nicht?

Hast du schonmal ein MQ350 zerlegt?

Nö. Was solle ich da erkennen können?

Deine Theorie ist zum Scheitern verurteilt. Ich werde mal meinen MM1 Prof bbefragen. Der hat den Scheiß bei Getrag damals mit entwickelt.

Ich bin gespannt.

[cycleracer88]

Ok, vielleicht sollte das Thema ein Moderator abtrennen? ... wollen ja Lichtenauers Thread nicht zu müllen

So weiter Stoff für OFFTopic

[Blackfrosch]

Sieh an sieh an danke für die Skizze Cycleracer.

Wolltest du noch was anfügen Ulf? So hatte ich mir das in meinem Kopf überlegt

Da die Wellen kürzer sind, sich weniger biegen, weniger Zahnräder haben - und dank der 2 versch. Übersetzungen auch entsprechen kleinere Zahnräder für die selber Spreizung brauchen, wird sich das Öl-Panschproblem IMO auch fast ausgleichen.

Bleibt aber dein berechtigter(!) Einwand des Gewichtes. Denn bei Umbau auf 6 - Gang folgen ja einige andere Bauteile. Sobald ich Infos hierzu hab meld ich mich

Die Getriebegeschichte, werde ich aber meinem Prof mal vortragen.


gruß Blackfrosch

[ulf]

Da die Wellen kürzer sind, sich weniger biegen, weniger Zahnräder haben - und dank der 2 versch. Übersetzungen auch entsprechen kleinere Zahnräder für die selber Spreizung brauchen, wird sich das Öl-Panschproblem IMO auch fast ausgleichen.

Ich sehe in dieser Richtung vor allem folgendes:

das bedeutet, dass sich auch die Losräder ständig drehen

Ohne den Rückwärtsgang mitzuzählen, drehen sich
5 statt 4 Losräder auf einer Abtriebswelle -> 25% mehr Drehreibung
2 statt 1 Abtriebswelle -> 100% mehr Drehreibung und Flankenreibung zwischen Abtriebswelle und Differential.
Auch wenn die Verluste im Bereich von Antriebswelle, Rückwärtsgang und Differential annähernd gleich wären, würde ich aus dem Bauch heraus die Gesamtverluste der 6-Gang Getriebe um ca. 20 – 40 % höher einschätzen als bei den 5-Gang Boxen.
Ausgehend von einem Gesamtwirkungsgrad von 95% der MQ 250 lägen die Verluste der MQ 350 dann nicht mehr bei 5% , sondern bei 6 – 7%, was den Gesamtwirkungsgrad auf 93 – 94% reduzieren würde.

Aber warten wir ab, was Dein Prof dazu sagt.

[_hen]

...und jetzt mal kurz ein Praxisbeispiel.

Meine Mutter fährt einen Golf V 1.9 TDI mit 6 Gang-Schaltgetriebe. Meine Schwester fuhr exakt (! gleiches Modell, gleicher Motor, gleiche Ausstattung, gleiche Farbe, gleiches Baujahr) den gleichen, nur als 5 Gang-Schalter. Auf jeder Strecke hat der 5 Gängler weniger verbraucht. Vor allem im Bereich bis 100 km/h lag der Golf meiner Schwester immer unter 5l/ 100km.

Wollt ich nur mal loswerden.
Das lässt sich sicherlich auf den Polo übertragen.

Gebracht hat es letztendlich nichts....der Golf meiner Schwester wurde geklaut.

[ulf]

Meine Mutter fährt einen Golf V 1.9 TDI mit 6 Gang-Schaltgetriebe. Meine Schwester fuhr exakt (! gleiches Modell, gleicher Motor, gleiche Ausstattung, gleiche Farbe, gleiches Baujahr) den gleichen, nur als 5 Gang-Schalter. Auf jeder Strecke hat der 5 Gängler weniger verbraucht. Vor allem im Bereich bis 100 km/h lag der Golf meiner Schwester immer unter 5l/ 100km.

Demnach wurde das 6-Gang Getriebe als Option angeboten? Oder hat VW bei einem MJ-Wechsel das Getriebe geändert?
Hast Du zufällig noch die Normverbrauchsdaten beider Versionen?

Beim G V kenne ich mich nicht aus

[Blackfrosch]

Demnach wurde das 6-Gang Getriebe als Option angeboten?

Genau ab 2004 konnte man den 105PS TDI mit 6 Gang bestellen. Das 6. Gang ist AFAIK ein ticken kürzer als das 5-Gang.

Auf jeder Strecke hat der 5 Gängler weniger verbraucht. Vor allem im Bereich bis 100 km/h lag der Golf meiner Schwester immer unter 5l/ 100km.

Würdest du uns auch verraten wieviel "weniger" bei dir ist? Am besten nennst du absolut Werte, ich bilde dann die Differenz

Ein Studienkollege fährt einen Golf V 6-Gang 105PS TDI MJ2008 mit DPF. Auf meiner Hausstrecke sind Verbräuche von 3.6 Liter / 100km möglich. Trotz DPF und mehr Gewicht als mein Fabia quasi identischer Verbrauch (Seriendatenstand). So schlimm kann es 6-Gang nicht sein...

Die Serienstreuung würde ich mit ca 0,1 bis 0,3 Liter Kraftstoffverbrauch einrechnen, dazu noch Reifendruck, DPF Beladung, und Fahrstil. Egal was du für Werte nennst, eine technische Regel geht daraus nicht herrvor.

drehen sich
5 statt 4 Losräder auf einer Abtriebswelle -> 25% mehr Drehreibung
2 statt 1 Abtriebswelle -> 100% mehr Drehreibung und Flankenreibung zwischen Abtriebswelle und Differential.
Auch wenn die Verluste im Bereich von Antriebswelle, Rückwärtsgang und Differential annähernd gleich wären, würde ich aus dem Bauch heraus die Gesamtverluste der 6-Gang Getriebe um ca. 20 – 40 % höher einschätzen als bei den 5-Gang Boxen.

Aus deinem Bauch baust du auch ganz schnell einen (großen) Denkfehler mit ein.
Du nimmst die eigentliche Kraftübertragung der belasteten eigentlich nicht mit in deine Aufstellung. Bei ca 80km/h auf der Ebene gibt mein TDI um 11kW Leistung ab. Ein (gutes) Zahnrradpaar mit Öl geschmiert hat einen Wirkungsgrad von ca 0,98. Das ergibt bei beiden Getrieben durch 2 Kraftführende Übersetzungen einen Wirkungsgrad von 0,96! Der Gesamt Wirkungsgrad des Getriebes beeinhaltet zusätzlich noch andere Reibungen, wie du richtig erwähnt hast. Diese Verluste sind jedoch Drehzahl abhängig und werden NICHT mit auf den Wirkungsgrad multiplizert. Denn die Reibung ist konstant, egal ob du bei 2000rpm mit 310Nm ins Getriebe kommst, oder mit nur 50Nm.

Ich bin davon überzeugt, das diese Reibung der anderen Zahnräder nur eine untergeordnete Rolle spielt. Gedankenexperiement: Bei absoluter Teillast vernichtest du in der Kraftübertraung im Getriebe ca (11000W * 0,04 = 440 Watt). Jetzt kannst du ja überlegen wie groß der Anteil der zusätzlichen Reibung sein muss, damit sich 2-3% Gesamtwirkungsdifferenz ergeben (Bei extremer Teillast).

Konkret auf deine These bezogen, das 6. Gang müsste durch Drehzahlreduzierung erstmal die zusätzliche Getriebereibung einsparen - sage ich tut es! Denn die Mehrreibung ist proportional abhänig zur Eingangsdrehzahl!

gruß Blackfrosch

[cycleracer88]

@hen: War es auch derselbe MKB? ....es gab im Golf V vier verschiedene 1.9er TDI's mit 105PS (jeweils zwei mit/ohne DPF).

Demnach wurde das 6-Gang Getriebe als Option angeboten? Oder hat VW bei einem MJ-Wechsel das Getriebe geändert?

Ja, bei den 1.9er TDI's (105PS) konnte man wählen zwischen 5-Gang und 6-Gang Getriebe. Das 6-Gang-Getriebe hat aber exakt die gleiche Übersetzung, wie das 5-Gang. Es wurde quasi nur als "Sportgetriebe" verkauft. Deswegen findet man gebrauchte Golf V mit 6-Gang auch vermehrt als "Sportline".

Hast Du zufällig noch die Normverbrauchsdaten beider Versionen?

Der vom 6-Gang ist höher. Man kann es leider nicht direkt vergleichen, da die Gänge vorgegeben werden. (Im gleichen Gang ist das 6-Gang immer kürzer übersetzt)

Trotzdem das 6-Gang Getriebe hat einen schlechteren Wirkungsgrad als das 5-Gang. Ist ja nicht ohne Grund, dass man in den Bluemotion Modellen weit gespreizte 5-Gang Getriebe findet.

Bloß der Vergleich verlängertes MQ250 mit einem FSM hingt auch wieder. Das Getriebe ist eben noch länger übersetzt. Hier ist die Frage Motorlast vs. Getriebe Wirkungsgrad?

P.S.: FSM rocks

[Blackfrosch]

Naja warum da 5 Gang drinne ist... 5kg Gewicht und kosten kosten kosten. Außerdem zwingt es den Ottonormalverbraucher die langen Gänge zu. nutzen . Beim FSM sind bis Gang 5 die Hänge normal kurz.

[cycleracer88]

und kosten kosten kosten.

Es gab/gibt ja aber noch nicht mal eine Option!?

Außerdem zwingt es den Ottonormalverbraucher die langen Gänge zu. nutzen .

Nö, eine Ottonormalverbraucher fährt eben dann im Ort, statt im 5.Gang im 3.Gang (so wie die ganzen Autotester ).

Beim FSM sind bis Gang 5 die Hänge normal kurz.

In Bezug zu welchem Getriebe?

[Blackfrosch]

Zu meinem 5 Gang

[ulf]

drehen sich
5 statt 4 Losräder auf einer Abtriebswelle -> 25% mehr Drehreibung
2 statt 1 Abtriebswelle -> 100% mehr Drehreibung und Flankenreibung zwischen Abtriebswelle und Differential. . .

. . . Ein (gutes) Zahnrradpaar mit Öl geschmiert hat einen Wirkungsgrad von ca 0,98. Das ergibt bei beiden Getrieben durch 2 Kraftführende Übersetzungen einen Wirkungsgrad von 0,96! Der Gesamt Wirkungsgrad des Getriebes beeinhaltet zusätzlich noch andere Reibungen, wie du richtig erwähnt hast. Diese Verluste sind jedoch Drehzahl abhängig und werden NICHT mit auf den Wirkungsgrad multiplizert. Denn die Reibung ist konstant, egal ob du bei 2000rpm mit 310Nm ins Getriebe kommst, oder mit nur 50Nm.

OK, mit der Unterscheidung zwischen belasteten und unbelasteten bewegten Teilen hast Du sicher recht.
Dennoch dreht sich im MQ 350 beim Fahren ständig eine komplette Abtriebswelle mit 2 Lagerstellen nutzlos mit. Beim Fahren im 5. oder 6. Gang ist das die Abtriebswelle 1 – 4, die auch noch die höhere Übersetzung zum Differential hat. Hinzu kommen noch die unbelasteten, aber ölgetränkten Zahnflanken von 2 Radpaaren mehr als im MQ250 (Abtriebswelle - Differential und 1 zusätzliches Gandradpaar) und die Drehung eines zusätzliches Losrades auf der Abtriebswelle.. D.h. im MQ350 wird das zähe Getriebeöl gegenüber dem MQ250 in weiteren 3 Lagerstellen und 2 Zahnpassungen durchgequirlt, und das geht nun mal nicht ohne zusätzlichen Kraftaufwand, der wiederum Leistungsverlust bedeutet.

Wieviel Kraft das unbelastete(!) Getriebe ungefähr frisst, lässt sich ahnen, wenn man am angehobenen Wagen mal ein Hinterrad und ein Vorderrad (bei gerader Lenkung und Getriebe im Leerlauf) in Schwung bringt: Bei ganz freigängigen Bremsen läuft das Hinterrad minutenlang nach, aber das Vorderrad lässt sich nur teigig drehen und bleibt auch nach kräftigem Anschubsen gleich wieder stehen.
Was man am angehobenen Vorderrad als Bremswirkung fühlt, ist zwar nicht vollständig mit dem Fahrbetrieb vergleichbar, weil die Antriebswellen stärker gebeugt werden, und beim einseitigen Drehen meist noch das Differential kräftig mitbewegt wird, da das andere Rad stillsteht oder sich sogar andersrum dreht. Dafür laufen dann aber die Abtriebswellen langsamer, was die höheren Verluste im Differential wieder tendenziell ausgleicht.
Insgesamt vermittelt die Mühe beim Drehen eines Vorderrades IMO einen ungefähren Eindruck von den Verlusten im unbelasteten Getriebe: beim MQ250 bewegen sich Differential, 1 Zahnflankenpaar und 1 Abtriebswelle in insgesamt 7 Lagerstellen (Wellenlager und 5 Losräder), beim MQ350 das Differential, 2 Zahnflankenpaare und 2 Abtriebswellen in insgesamt 10 Lagerstellen.

[InFLiCT]

könnte man den wirkungsgrad durch dünnflüssigeres öl verbessern?
aber dann fehlt wahrscheinlich wieder die schmierwirkung bei hohen temperaturen.