4 Wege den korrekten Kraftstoffverbrauch herauszufinden.
Die 4 Methoden der Verbrauchsermittlung sind:
1. Flottenmonitoring
2. Verbrauchsmessfahrt
3. Verbrauchssimulation am Computer
4. Prüfstandsmessung
Du brauchst für viele Zwecke korrekte und repräsentative Kraftstoffverbrauchswerte.
Die zwei wichtigsten sind sicherlich die Planung und Optimierung der Kraftstoffkosten.
Willst du vielleicht den Verbrauch von Fahrzeugen miteinander vergleichen?
Willst du herausfinden, welche Fahrzeug einen besseren Kraftstoffverbrauch hat?
Um zu den richtigen Schlussfolgerungen und Entscheidungen zu kommen, müssen die Werte den realen Einsatz im Geschäftsalltag widerspiegeln.
Es ist gar nicht einfach, den korrekten Kraftstoffverbrauch zu ermitteln. Glaube mir!
Ganz im Gegensatz zur reinen Berechnung des Kraftstoffverbrauches, welche recht simpel ist. Alles über die Arten von Verbrauchswerten und deren Berechnung erfährst du im Artikel: 5 Alternativen den Kraftstoffverbrauch zu berechnen (mit Onlinerechner)
🤔
Moderne LKW’s zeigen einen oder mehrere Verbrauchswerte im Display an.
Die kannst du dir jederzeit ansehen und brauchst noch nicht mal selbst was zu rechnen.
Was ist daran kompliziert?
Nun, du solltest dir folgende Fragen stellen, bevor du mit Kraftstoffverbrauchswerten arbeitest:
- Wie groß ist die Streuung bzw. die Genauigkeit von deinem Wert?
- Unter welchen Bedingungen ist dieser Wert entstanden?
- Wenn du Kraftstoffverbrauchswerte untereinander vergleichen willst, bist du sicher, dass sie vergleichbar sind?
- Wenn du Kraftstoffverbrauchswerte mit Angaben aus anderen Quellen, wie zum Beispiel Zeitschriften, vergleichen willst, hast du genügend Informationen, wie diese Werte ermittelt wurden?
Die Schwierigkeit liegt in der Qualität und Verfügbarkeit der Eingangsdaten für die Berechnung.
Die Eingangswerte sind typischerweise die Hauptursache für die Streuung und die Nicht-Vergleichbarkeit von Berechnungsergebnissen.
Dieser Artikel stellt verschiedene Möglichkeiten vor, wie der korrekte Kraftstoffverbrauch ermittelt werden kann. Jede Methode hat ihre ganz eigenen Vor- und Nachteile, die du hier kennenlernen wirst.
Damit kannst du das richtige Verfahren für deinen jeweiligen Anwendungsfall auswählen. Du wirst lernen, wie die ermittelten Verbrauchswerte einzuschätzen sind und wie du mit ihnen arbeitest.
In meinem Blog gehe ich in vielen Artikeln ausführlich auf dieses Problem ein. Du findest sie in der Kategorie: Verbrauch ermitteln.
Also dann lass und gleich anfangen:
Bevor wir in die Messmethoden einsteigen, will ich auf die wichtigen Kriterien eingehen, die berücksichtigt werden müssen, wenn Kraftstoffverbräuche ermittelt werden.
Kraftstoffverbrauchsmessungen haben einen Fehler.
Um einen möglichen Fehler in den Messwerten zu erkennen, solltest du die Größenordnung des zu erwartenden Verbrauches kennen.
Wenn du regelmäßig mit deinen Kraftstoffverbrauchswerten arbeitest, dann bekommst du ein Gefühl für die Größe der Werte.
Als Einstieg will ich hier einen Bereich für den Kraftstoffverbrauch als grobe Orientierung geben.
Wie viel Kraftstoff verbraucht ein europäischer LKW?
Du siehst, die Spanne der Werte ist enorm groß. Deshalb ist es auch nicht richtig, einfach mal einen einzelnen Wert auszurechnen und anzunehmen, er wäre repräsentativ für den gesamten Einsatz. Weitere Daten müssen berücksichtigt werden, um zu einer zuverlässigen Schlussfolgerung zu kommen.
Wenn du mehr über die Ursachen der Streuung der Kraftstoffverbrauchswerte erfahren willst, dann schau bitte in den Artikel: „Warum der Kraftstoffverbrauch streut. (einfach erklärt)“
Der relative Kraftstoffverbrauch erfordert zwei Messungen.
Bei Fahrzeugen wird der relative Kraftstoffverbrauch in Litern pro 100 km angegeben.
Zur Berechnung des korrekten relativen Kraftstoffverbrauchs werden zwei Eingabewerte benötigt:
Die verbrauchte Kraftstoffmenge
und die gefahrene Strecke.
Beide Werte müssen in der richtigen Qualität und im richtigen Format zur Verfügung stehen.
Ist dies nicht der Fall, dann müssen die Werte gemessen werden. (Darum geht es ja hier in diesem Artikel,)
Die Qualität der Eingabedaten bestimmt die Genauigkeit des Ergebnisses
Wenn ich über die Messung vom Dieselverbrauch rede, dann rede ich also eigentlich von zwei Messungen.
- Eine Volumenmessung und
- Eine Längenmessung.
Sie erfordern jeweils ganz unterschiedliche Messwerkzeuge und Vorgehensweisen.
Die Eingabedaten werden gemessen, dann wird mithilfe dieser Messwerte der Kraftstoffverbrauch ausgerechnet.
Beide Messungen sind fehlerbehaftet.
Bei jeder Messung treten Fehler auf. Das ist unausweichlich.
Es ist deshalb wichtig, dass du weißt, wie groß die Fehler sein können und wo sie auftreten. Dann kannst du entscheiden, ob sie akzeptabel sind oder nicht.
Im Artikel „Versteckte Fehler beim Messen vom Verbrauch, die nur wenige kennen“ kannst du mehr dazu lesen.
Jede Messmethode hat ihre Eigenheiten, die du kennen und mit denen du umgehen musst.
Einflussfaktoren müssen berücksichtigt werden.
Jeder Verbrauchswert ist an Randbedingungen geknüpft, die berücksichtigt werden müssen, wenn aus dem Kraftstoffverbrauchswert Schlussfolgerungen gezogen werden.
Jede Messmethode hat ihre Eigenheiten, wie sie mit den Einflussfaktoren umgeht.
Deshalb schauen wir uns hier zu jeder Messmethode auch ihre Vor- und Nachteile an
Für die Arbeit mit dem Kraftstoffverbrauch reicht es nicht aus, nur den reinen Kraftstoffverbrauchswert zu kennen.
Du musst auch die Einflussfaktoren kennen, unter denen der jeweilige Verbrauchswert eingefahren wurde.
Du wirst mir bestätigen, der Kraftstoffverbrauch ist immer unterschiedlich.
Es ist praktisch unmöglich, immer genau den gleichen Verbrauch zu realisieren.
Es wirken immer Einflussfaktoren, die den Kraftstoffverbrauch mal höher oder mal niedriger ausfallen lassen.
Du findest die Einzelheiten, wie die Streuung von Kraftstoffverbrauchswerten beurteilt wird, im Artikel: „Wie du die Streuung deiner Verbrauchswerte kontrollierst.“
Die 4 Möglichkeiten zur Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs sind eigentlich 4 verschiedene Alternativen, mit diesen Einflussfaktoren umzugehen.
Ich unterscheide diese Einflussfaktoren in zwei Gruppen:
Systematische Einflussfaktoren.
Die systematischen Einflussfaktoren wirken immer gleich.
Nach ihnen suchen wir, weil sie reproduzierbare Verbesserungspotentiale bieten.
Systematische Einflussfaktoren sind beeinflussbar. Veränderungen dieser Faktoren haben immer den gleichen Effekt auf den Kraftstoffverbrauch.
Obwohl diese Faktoren grundsätzlich beeinflussbar sind, heißt das aber noch nicht, dass sie alle von uns beeinflussbar sind.
Es bedeutet auch nicht, dass sie zu jedem Zeitpunkt beeinflussbar sind.
Daraus resultieren zwei Aufgaben:
- Zunächst müssen wir die Größe des Einflusses jedes Faktors auf den Kraftstoffverbrauch im speziellen Anwendungsfall untersuchen.
- Zweitens müssen wir herausfinden, welche der Faktoren wir beeinflussen können und welche nicht.
Hast du die Wirkung der systematischen Einflussfaktoren erkannt, dann kannst du die vorteilhaften Faktoren verstärken und die nachteiligen Faktoren vermindern.
Dadurch wird der Verbrauch reproduzierbar besser.
Nach den systematischen Einflussfaktoren müssen wir suchen und ihre Wirkung beobachten. Das musst du dir merken. Darauf werde ich immer wieder zurückkommen.
Bei der Arbeit mit den Einflussfaktoren ist es wichtig, die Informationen zu den systematischen Einflussfaktoren während der Messung zu erfassen und zu dokumentieren.
Zufällige Einflussfaktoren.
Gleichzeitig müssen wir uns mit den Faktoren auseinandersetzen, die wir nicht beeinflussen können.
Wir müssen ihre Wirkung ausschließen.
Die verschiedenen Messmethoden verwenden unterschiedliche Ansätze.
Die zufälligen Einflussfaktoren beeinflussen den Kraftstoffverbrauch, entziehen sich aber unserer Kontrolle.
Wetter und Verkehr sind Beispiele für zufällige Faktoren. Da sie das Ergebnis verwässern, müssen sie irgendwie beseitigt werden.
Zufällige Einflussfaktoren bieten keine Ansatzpunkte für Verbesserungen, müssen aber trotzdem berücksichtigt werden, weil sie den Kraftstoffverbrauch und seine Streuung beeinflussen.
Wie man mit ihnen umgeht, unterscheidet sich bei den unterschiedlichen Messmethoden. Darauf werde ich dann im Detail noch eingehen.
Also dann lass uns mit 4 Methoden der Verbrauchsermittlung starten.
Methode 1 — Flottenmonitoring
Beim Flottenmonitoring wird der Kraftstoffverbrauch aus vielen Einzelwerten der Fahrzeuge einer Flotte ermittelt.
Die Herausforderung beim Flottenmonitoring besteht darin, ausreichend viele Kraftstoffverbrauchswerte zur Verfügung zu haben.
Dafür musst du entsprechend lange, bzw. weit fahren. Diese Methode setzt also eine gewisse Geduld voraus.
Ich erkläre dir in meinem Artikel über das Flottenmonitoring, wie du einen Kraftstoffverbrauchswert ermittelst, der repräsentativ ist und mit dem du arbeiten kannst. Dieser Wert ist sozusagen der „Stellvertreter“ für die ganze Menge aller Einzelwerte.
Wenn du auch zu denen gehörst, die bei jedem Tanken mit ihrem Auto den Kilometerstand aufschreiben, dann bist du ja schon ein Anwender der Flottenmanangement-Methode.
Es wird dich sicherlich nicht überraschen, wenn ich dir verrate, dass dieser repräsentative Wert „Durchschnittsverbrauch“ genannt wird. (Hier der Artikel wie der Durchschnittsverbrauch berechnet wird)
Beim Einsatz des Flottenmonitorings sind einige wichtige Aspekte bezüglich der Einflussfaktoren zu berücksichtigen. Wenn es richtig gemacht wird, bekommst du eine korrekte Aussage.
Einflussfaktoren beim Flottenmonitoring
Die Grundannahme beim Flottenmonitoring besteht darin, dass sich die Einflussfaktoren über die Zeit und mit einer hohen Anzahl an Verbrauchswerten ausmitteln und neutralisieren.
Das funktioniert aber nur bedingt.
Wie der Name schon sagt, kann der Zufall nur die zufälligen Einflussfaktoren beeinflussen.
Bei denen hilft eine große Anzahl an Verbrauchswerten und der Zufall erledigt seinen Job.
Im Artikel: „Die Normalverteilung – so lässt sich der Zufall berechnen“ kannst du nachlesen, wie der Zufall funktioniert.
Die systematischen Einflussfaktoren werden aber einerseits nicht vom Zufall beeinflusst und andererseits interessieren sie uns.
Sie bieten ja die Möglichkeit den Verbrauch zu beeinflussen. Diese Faktoren kannst du also nicht dem Zufall überlassen, sondern du musst dich intensiv selbst mit ihnen beschäftigen.
Im Profieinsatz bieten IT-Systeme natürlich die Möglichkeit einer Automatisierung der Berechnung und auch der Auswertung an.
Du findest alle Artikel zum Thema Flottenmonitoring in der Kategorie Flottenmonitoring.
Methode 2 — Verbrauchsmessfahrt
Bei der Verbrauchsmessfahrt wird der Kraftstoffverbrauch eines ganz konkreten Fahrzeuges als Einzelwert gemessen.
Die Methode der Verbrauchsmessfahrt kommt meistens dann zu Einsatz, wenn die Wirksamkeit bzw. die Größe von Verbrauchsoptimierungsmaßnahmen überprüft oder bestimmt werden soll.
Wenn du an einer Schulung für verbrauchsoptimierte Fahrweise teilgenommen hast, dann hast du es wahrscheinlich schon selbst erlebt:
Ohne das es dir bewußt war, hast du eine Verbrauchsmessfahrt durchgeführt.
Natürlich wird nicht nur der Einfluss der Fahrweise auf diese Weise gemessen.
Das Hauptanwendungsgebiet liegt bei der Messung von Verbesserungen am Fahrzeug.
Wenn du wieder in der „Lastauto und Omnibus“ oder im „Trucker“ einen Test von einem neuen Fahrzeug liest, dann findest du eine Aussage zum Kraftstoffverbrauch des vorgestellten Fahrzeuges. Diese Angabe wurde mit der Methode „Verbrauchsmessfahrt“ ermittelt.
Kannst du glauben, was da steht?
Im Generellen ja, die Messungen werden von Profis gemacht. Trotzdem wird dein Kraftstoffverbrauch anders sein, wenn du die Messung wiederholen würdest.
Bei dieser Methode ist extreme Präzision notwendig. Ich werde sie ganz genau erklären, damit du weißt, worauf du achten musst, wenn du dir eine Meinung bildest, ob du so einer Aussage trauen kannst. Oder vielleicht wirst du ja auch selber Verbrauchsmessfahrten durchführen.
Auch hierzu wird es noch Artikel geben, die darauf im Detail eingehen.
Einflussfaktoren bei der Verbrauchsmessfahrt
Da es bei der Verbrauchsmessfahrt immer nur ganz wenige Fahrzeuge und damit auch nur ganz wenige Messwerte gibt, hat der Zufall keine Chance.
Der Trick, der beim Flottenmonitoring funktioniert, kann hier nicht angewendet werden.
Aus diesem Grund ist es notwendig, jeden einzelnen Einflussfaktor ganz penibel zu berücksichtigen.
Ich werde in einem eigenen Artikel ganz genau darauf eingehen, wie du jeden einzelnen Einflussfaktor behandeln sollst.
Aus diesem Grund wirst du immer wieder in Erwägung ziehen auf die Ergebnisse von Messungen anderer zurück zu greifen. Seien es Zeitschriften, Herstellerangaben oder andere Institutionen, die solche Messungen durchführen.
Um so wichtiger ist es, dass du weißt, worauf du achten muss, wenn du den Ergebnissen vertraust, die andere gemessen haben.
Methode 3 — Verbrauchssimulation im Computer
Bei der Verbrauchssimulation wird der Kraftstoffverbrauch eines virtuellen Fahrzeuges mithilfe eines mathematischen Modells im Computer berechnet.
Das virtuelle Fahrzeug ist ein Zwilling des realen Fahrzeugs, für das wir den Kraftstoffverbrauch wissen wollen. Der Wert, den wir erhalten, entspricht also dem Verbrauchswert des realen Fahrzeugs.
Diese Methode ist in der Regel den Fahrzeugherstellern vorbehalten, denn nur sie verfügen über die Informationen, die zur Berechnung benötigt werden, über das notwendige Know How und die Ausstattung. (Mal abgesehen von den Firmen und Forschungseinrichtungen, die solche Tools erforschen und entwickeln.)
Für einen Fahrzeugentwickler bietet diese Methode die einzigartige Möglichkeit, den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges bzw. den Verbrauchseinfluss von Verbesserungsmaßnahmen zu ermitteln, bevor es das Fahrzeug überhaupt in Realität gibt.
Das spart enorm Zeit und Geld. Deshalb gehört das Know How und die Ausstattung für diese Berechnungen ins Repertoire jedes Fahrzeugherstellers.
Die Qualität des Ergebnisses hängt von der Qualität des mathematisch / physikalischen Modells und natürlich auch von der Qualität der Eingangsdaten ab.
Mathematische Modelle weisen immer Vereinfachungen auf, welche die Genauigkeit reduzieren.
Die Eingangswerte wiederum, müssen häufig durch reale Messungen ermittelt oder zumindest bestätigt werden.
Um die Ergebnisse der Berechnung zu überprüfen und die Modelle weiterzuentwickeln, müssen immer wieder Verbrauchsmessfahrten oder Prüfstandtests mit realen Fahrzeugen durchgeführt werden. Die Berechnungsmethode muss sich immer wieder an der Realität messen.
Einflussfaktoren bei der Verbrauchssimulation
In einem Computer gibt es keinen Zufall, es sei denn man baut bewußt einen Zufallsgenerator ein.
Das bedeutet, dass die Einflussfaktoren auf den Kraftstoffverbrauch ausnahmslos alle kontrolliert eingestellt werden können. Das gilt selbst für das Verhalten des virtuellen Fahrers.
Dadurch können auch kleine Verbesserungsmaßnahmen sehr schön isoliert bewertet werden.
Aufgrund der Kontrollierbarkeit der Einflussfaktoren, können die Ergebnisse uneingeschränkt untereinander vergleichen werden.
Allerding ist die Überführung der Ergebnisse in die Praxis schwierig. Hier herrscht der Zufall und der würfelt dann halt so wie er das möchte.
VECTO ist eine Verbrauchssimulation
Ein Beispiel für diese Methode ist das VECTO Tool (Vehicle Energy Consumption Tool) der Europäischen Union, mit dem der Gesetzgeber die Effizienz der Fahrzeuge aller Hersteller bewerten läßt.
Diese berechneten Werte bekommst du mit den Papieren deines Fahrzeuges vom Hersteller ausgehändigt. Das ist Gesetz.
Ich werde noch in einem eigenen Artikel genau auf VECTO eingehen.
Es ist wichtig zu verstehen, was in diesen Werten berücksichtigt ist und was nicht.
Warum hat der Gesetzgeber sich bei LKW’s für die Methode der Verbrauchssimulation entschieden?
Nun, da die Fahrzeugvarianz bei Nutzfahrzeugen extrem groß ist, ist es unmöglich, Messungen mit jeder verkauften Fahrzeugvariante durchzuführen.
Eine Simulation für jede Variante ist machbar.
Die Simulation bietet die Möglichkeit für einen fairen Vergleich von Fahrzeugen verschiedener Hersteller.
Dazu haben sich beide Seiten, der Gesetzgeber und die Fahrzeughersteller, auf Vereinfachungen im Modell geeinigt, welche zwar die Genauigkeit verringern, aber die Fairness erhöhen.
Wenn alles mit rechten Dingen zugeht, dann sollte eigentlich der reale Kraftstoffverbrauch eher besser sein, als der VECTO Wert, weil in ihm einige verbrauchssparende Faktoren nicht berücksichtigt sind. Aber auch dieses Tool wird ständig weiterentwickelt und sollte mit der Zeit immer genauer werden.
Verbrauchssimulation leicht
Beim Lesen meiner Artikel wirst du auf mathematische Formeln stoßen. Diese Formeln sind einfache mathematische Modelle.
Durch die Verwendung dieser Formeln in Excel-Tabellen kann ich Berechnungen durchführen und sehr einfache Simulationswerkzeuge erstellen.
Das Ergebnis ist nicht sehr genau, aber durch Ausprobieren verschiedener Eingabewerte kann ich Informationen über das Ausmaß der Änderung im Ergebnis erhalten. Dadurch bekomme ich ein Gefühl dafür, ob eine Maßnahme oder ein Einflussfaktor große oder kleine Auswirkungen hat.
Ich kann diese Vorgehensweise sehr empfehlen. Wenn du die Formeln verwendest, um solche kleinen und einfachen Selbstbedienungs-Schätzungstools zu erstellen, erhältst du einen sehr guten Einblick in die physikalische Korrelation von Eingabe und Ergebnis.
Nachdem ich dir das jetzt erklärt habe, wirst du diese kleinen Schätzwerkzeuge erkennen, wenn du die Artikel liest.
Achte darauf! In einigen Artikeln werde ich einige davon zum Download bereitstellen.
Methode 4 — Prüfstandmessung
Bei der Prüfstandmessung wird der Kraftstoffverbrauch eines realen Fahrzeuges unter kontrollierten Bedingungen auf einem Prüfstand gemessen.
Für eine Prüfstandsfahrt werden ein reales Fahrzeug und ein, mit einer ausgeklügelten Steuerung ausgestatteter, Rollenprüfstand, installiert in einem Gebäude mit Wettersimulationsmöglichkeiten, benötigt.
Hast du Zugriff auf so einen sehr teuren Prüfstand, dann können Messungen schnell und mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit durchgeführt werden.
Eine solche Messung durchzuführen ist deutlich aufwendiger als die Verbrauchssimulation, aber weniger aufwendig als eine Messfahrt auf der Straße.
Das Fahrzeug muss in die verschiedenen, zu messenden Zustände überführt werden. Daher müssen Prototypenteile hergestellt und in das Fahrzeug eingebaut werden.
Da es sich um eine stationäre Situation handelt, können Datenerfassungs- und Messsensoren im Fahrzeug an den Prüfstand angeschlossen werden.
Es ist kein Kompromiss der vereinfachenden mathematischen Modelle notwendig. Das Fahrzeug ist absolut real und verhält sich auch so.
Einflussfaktoren bei der Prüfstandsmessung
Auf dem Prüfstand werden die Umwelteinflüsse bewusst gesteuert.
Die Überführung dieser Messwerte in die Praxis hat allerdings die gleiche Schwierigkeit wie bei der Simulation.
Typischerweise wird auf dem Prüfstand eine künstliche Parametereinstellung vorgenommen, während in der Praxis der Zufall die Einflussfaktoren auswählt und sich unterschiedliche Verbrauchswerte einstellen.
Bestimmt kennst du die Diskussion um den NEFZ-Zyklus (Neuer Europäischer Fahrzyklus) und den WLTP-Zyklus (Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure) für die Emissions- und Kraftstoffverbrauchsmessung von Pkw’s.
Diese Zyklen sind solche künstlichen Einstellungen von Parametern, von denen ich spreche.
Da die Zyklen vom Gesetzgeber definiert wurden, kommt ein zwar reproduzierbarer, aber realitätsferner Verbrauch raus.
Dies ist hilfreich für die Ingenieure, die ein klares Verständnis dafür bekommen, was der Gesetzgeber gemessen haben will, wenn er seine Gesetze und Vorschriften schreibt.
Das ist zumindest die Absicht. Wie Du sicher gelesen oder gehört hast, haben es einige sehr großzügig interpretiert und den Bereich der Legalität verlassen. Das hat das Vertrauen in die gesamte Branche zerstört.
Wenn die Spezifikationen so gewählt werden, dass der Testverbrauch deutlich unter dem realen Verbrauch liegt, werden die Kunden verwirrt und verärgert.
Trotz der schlechten Presse, bietet diese Methode für Entwicklungszwecke eine gute Möglichkeit, Maßnahmen zur Verbrauchsoptimierung zu messen, da die Ergebnisse wenig streuen.
Road to Rig
Road to Rig ist eine spezielle Art der Prüfstandmessung. Die Parameter des Testzyklus werden nicht künstlich eingestellt, sondern während einer Verbrauchsmessfahrt erfasst und anschließend auf den Prüfstand übertragen. Dadurch können ähnlich realistische Ergebnisse erzielt werden.
Road to Rig verlagert quasi eine Testfahrt von der Straße auf den Prüfstand.
Es kombiniert die Verbrauchsmessfahrt mit dem Prüfstandsmessverfahren.
Dies ist eine sehr interessante Methode.
Sie liefert realistische und dennoch reproduzierbare Ergebnisse.
Mit dieser Methode kann eine aufgezeichnete Verbrauchsmessung unter gleichen Bedingungen viele Male wiederholt werden.
Die Erfassung der Daten erfordert einen erheblichen, einmaligen Aufwand.
Zusammenfassung
Nachdem du diesen Artikel gelesen hast, empfehle ich dir, dich mit den verschiedenen Arten von Kraftstoffverbrauchswerten und deren Berechnung vertraut zu machen.
