Hallo,
ich beschäftige mich momentan mit folgender Frage:
Kann man den Kraftstoff-Mehrverbrauch berechnen, wenn man mit dem Kfz bei Regen fährt? Es ist doch sicher Energie erforderlich, um Regentropfen die eigentlich von oben nach unten fallen wollen, durch das Kfz in Fahrtrichtung wegzuschleudern, oder?
Danke
Slides-Only
Hallo!
Endlich mal wieder eine spannende Frage!
Ich denke, man muss zwei Dinge unterscheiden:
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Regentropfen werden durch die Luft mitgerissen, die vom Auto verdrängt wird. Naiv könnte man meinen, dass man das einfach dadurch berücksichtigen kann, dass man in der Formel für den Luftwiderstand die Dichte um die enthaltenen Wassertropfen anpasst. Das geht aber nur zum Teil, weil die Regentropfen nicht fest in die Luft eingebettet sind.
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Regentropfen bleiben an dem Auto kleben. Während der erste Effekt kaum vernünftig zu berechnen ist, ist es hier ganz einfach: Man muss die Regentropfen auf die Geschwindigkeit v beschleunigen. Dafür ist die Beschleunigungsarbeit 1/2 mv² erforderlich. Jetzt ist nur noch die Frage, wie viel Wasser bleibt am Auto hängen? Und da wären wir wieder bei dem ersten Problem …
Übrigens: Die Scheibenwischeranlage benötigt auch Energie und trägt damit zum Benzinmehrverbrauch bei.
Michael
Hallo,
man könnte. In der Praxis ist das aber kaum machbar, weil es von zu vielen Faktoren abhängt, deren genauen Einfluß man nicht kennt und nur mit zu großem Aufwand hinreichend genau messen könnte.
Sicher hat die notwendige Wasserverdrängung der Reifen den größten Einfluß auf den Kraftstoff-Verbrauch. Das wiederum hängt von der Wassermenge auf dem Boden, der Gummimischung des Reifens, dem Profil, dem Fahrbahnbelag und auch von der gefahrenen Geschwindigkeit ab. Wahrscheinlich hat hier auch die Temperatur noch einen direkten und/oder indirekten Einfluß.
Hinzu kommen eine veränderte Luftfeuchtigkeit der angesaugten Luft, welche sich auf die Effizienz der Verbrennung auswirkt, Luftwiderstandsänderungen durch Wasser auf dem Lack bzw. den Scheiben, das Mehrgewicht des Wasserbelags, und womöglich noch 100 andere Sachen. Die meisten haben einen sehr kleinen, wahrscheinlich sowieso vernachlässigbaren Einfluß. Ich denke, wenn überhaupt(!) dann reicht es, die Wasserverdrängung und die Luftfeuchte (bzw. den angesaugten Wasseranteil) zu berücksichtigen, aber alleine diese beiden Größen hängen ja von 1000 Stellschrauben ab.
VG
Jochen
Hallo,
bezüglich deiner Einteilung in zwei Effekte hast du recht,
ich habe mir diese Frage auch schon oft gestellt, hatte aber nie den
Anreiz mich damit auseinanderzusetzten …
Ich würde den Einfluss des Regens allerdings wirklich vernachlässigen.
Wieso?
Nun, ein normaler Regen bringt ca. 5mm Wasser/Stunde entsprechend
5 Liter Wasser. Die Fallgeschwindigkeit eines Regentropfens liegt
laut Schnellgooglerecherche bei ca. 8 m/s.
So, jetzt verteile ich mal schnell 5 Liter auf 1m^2 * 8 m/s * 3600 s
und komme auf 5 Liter flüssiges Wasser auf 28800 m^3, also eine 28.8
km hohe Säule, in der die Regentropfen gedanklich gleichmäßig
verteilt sind und mit Beginn des Regenschauers der Schwerkraft
überlassen werden.
Der erste Tropfen ist dann quasi schon am Boden, der letzte Tropfen
der den Boden in einer Stunde treffen wird macht sich in 28 Kilometer
höhe Gerade auf den Weg.
So, 28800 m^3 Luft wiegen ohne Regen bei 20 Grad 34560 Kilo, mit dem
Regen 34565 kg entsprechend einer 0,01% höheren Dichte.
Mit der Dichte als einziger Parameter (der, wie du ja schon gesagt
hast nichtmal ein exakter Skalierungsparameter ist) kannst du den
Mehrverbrauch wohl auf den Scheibenwischer schieben und die
Luftfeuchte als relevanteren Parameter heranziehen …
Gruss
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Hallo Michael
Also die Antwort von Diggi hast du dir selber zuzuschreiben. 
Jetzt antworte ihm aber auch fairerweise
Ma-kani
Hallo!
Ich habe dazu nichts zu sagen. Seine Abschätzung ist meiner Meinung nach richtig. Zwar ist „Starkregen“ schon mal deutlich mehr als 5 mm/h - aber das ändert wenig daran, dass es gegenüber dem Luftwiderstand ohne Regen zu vernachlässigen ist. Deswegen: Sternchen - ohne Kommentar.
Michael
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Naja, ich war von meinem Ergebnis selbst überrascht.
Ich dachte eigentlich schon dass die Regentropfen die
Luftdichte schon mehr erhöhen.
Naja, wird aber trotzdem passen
Gruss