4 x Kraftstoffverbrauch und seine Berechnung (mit Onlinerechner)

Den Kraftstoffverbrauch zu berechnen, ist keine komplizierte Aufgabe. Du brauchst die Eingabewerte, die Formel, einen Taschenrechner und schon kann es losgehen.

In diesem Artikel erkläre ich die verschiedenen Arten von Kraftstoffverbrauchsangaben. Du findest eine Beschreibung für jeden Wert, die Anwendungsfälle, für die er verwendet wird und die Berechnungsformel. Mithilfe von mehreren Onlinerechnern kannst den Kraftstoffverbrauch berechnen. Nutze die Rechner, um schnell ein Gefühl für die Größenordnungen zu bekommen.

Der absolute Kraftstoffverbrauch

Der absolute Kraftstoffverbrauch wird für die Berechnung der CO₂-Emissionen, der Kraftstoffkosten und des relativen Kraftstoffverbrauches verwendet.

Er repräsentiert die Menge an chemischer Energie, die beim Betrieb eines Fahrzeuges verbraucht wird.

Heute hat mein LKW 150 l Diesel verbraucht.

Aussage von Fahrer Egon am Ende seine Schicht.

Dieses Zitat ist ein Beispiel für die Angabe eines absoluten Kraftstoffverbrauchswertes.

Weil dieser Wert eigentlich nicht viel aussagt, wird er in der Kommunikation relativ wenig benutzt.

Jede Tanksäule zeigt im Display das getankte Kraftstoffvolumen an. Das ist nichts anderes als der absolute Kraftstoffverbrauch.

Wenn du den Tank bei jedem Tankstopp bis oben voll füllst, dann ist das getankte Dieselvolumen genauso groß wie das seit dem letzten Tanken verbrauchte Dieselvolumen. Diese Angabe ist dann direkt der absolute Kraftstoffverbrauch.

Die Tanksäule multipliziert das Dieselvolumen mit dem Dieselpreis und zeigt an, wieviel du zu bezahlen hast. Es ist kein Geheimnis, dass das die Kraftstoffkosten sind. (Naja, in einigen Fällen kannst du die Mehrwertsteuer noch abziehen.)

Das ist dann schon mal der erste Anwendungsfall für den absoluten Kraftstoffverbrauch – die Berechnung der Kraftstoffkosten.

Ein zweiter Anwendungsfall ist die Berechnung des CO₂ Ausstoßes.

Wird ein Liter Diesel verbrannt, entstehen 2,65 kg CO₂. Weil das ein konstanter Wert ist, kann der Gesetzgeber mithilfe des absoluten Kraftstoffverbrauches die CO₂ Emissionen im Güterverkehr berechnen. Er nimmt die Menge an verkauftem Diesel, multiplizieren sie mit dem CO₂ Wert und bekommen so die CO₂ Emissionen der gesamten Transportindustrie.

Wenn du die CO₂ Emissionen deines Fahrzeuges wissen willst, kannst du den gleichen Trick verwenden. Einfach das Dieselvolumen mal 2,65 kg/l nehmen und schon hast du das Ergebnis.

Im Artikel 7 Fakten zum CO₂ und warum es aus dem Auspuff kommt, findest du mehr Informationen über CO₂ und den CO₂ Ausstoß beim Einsatz von unterschiedlichen Kraftstoffen in Verbrennungsmotoren.

Wenn du den Dieselpreis durch die Menge der im Diesel enthaltenen nutzbaren Energie teilst, dann bekommst du den Energiepreis. Das ist hilfreich, wenn du den Preis verschiedener Energieformen miteinander vergleichen willst.

Ein Liter Diesel enthält 34,7 MJ oder 9,7 kWh chemische Energie, die bei der Verbrennung im Motor umgewandelt wird. (Diese Kenngröße wird Heizwert genannt.)

Zum Abschluss noch die vielleicht wichtigste Anwendung für den absoluten Kraftstoffverbrauch. Er ist eine wichtige Eingangsgröße für die Berechnung des relativen Kraftstoffverbrauches. Aus diesem Grund wird uns diesem Wert sehr häufig begegnen.

Kraftstoffkosten und CO₂ Rechner

Der streckenbezogene, relative Kraftstoffverbrauch

Üblicherweise willst du den Kraftstoffverbrauch nicht nur wissen. Du willst auch etwas tun.

Zum Planen, Vergleichen und Verbessern wird der relative Kraftstoffverbrauchswert benutzt. Er setzt das verbrauchte Kraftstoffvolumen in Bezug zu einer aussagefähigen Vergleichsgröße.

Bei Fahrzeugen wird die Menge an verbrauchtem Kraftstoff in Relation zur Fahrstrecke gesetzt.

Durch eine standardisierte Fahrstrecke als Referenz werden die Werte normiert und können miteinander verglichen werden. Das macht den Kraftstoffverbrauch beurteilbar und planbar.

Zur Planung der Kraftstoffkosten multiplizierst du den relativen Kraftstoffverbrauchwert mit der geplanten Fahrstrecke und kennst dann den voraussichtlichen absoluten Verbrauch und damit auch die Kraftstoffkosten.

Du kannst die relativen Kraftstoffverbrauchswerte miteinander vergleichen und daraus Schlussfolgerungen ziehen. Wie das zum Beispiel mit der Methode des Flottenmonitoring gemacht wird, erkläre ich im Artikel über das Flottenmonitoring.

Relativer Kraftstoffverbrauch in Liter pro 100 Kilometer.

Die übliche Bezugsstrecke sind 100 Kilometer. Die Berechnung ist einfach.

Formel für die Berechnung vom relativen Kraftstoffverbrauch

Das verbrauchte Kraftstoffvolumen wird durch die gefahrene Strecke geteilt und dann das Ganze mit 100 multipliziert. Das Ergebnis ist der relative Kraftstoffverbrauch in l/100 km

Die Multiplikation mit 100 gibt uns Zahlen vor dem Komma. Ohne diesen Trick hätten wir Null Komma und drei bis vier Stellen hinter dem Komma. Das wäre unpraktisch.

Rechnen wir mal den Fall von Egon:

Am zweiten Tag ist der erwartete Verbrauch nicht eingetreten.

Das ist immer so! Kraftstoffverbrauch hat immer eine Streuung.

Der ausgerechnete relative Kraftstoffverbrauch ist ein Durchschnittswert und beinhaltet mehrere 100 km-Verbrauchswerten, die wir nicht kennen. Am ersten Tag waren es 5 mal 100 km und am zweiten Tag 4 mal 100 km.

Im Artikel Wie du die Streuung von Verbrauchswerten kontrollierst, kannst alles über die Streuung nachlesen. Im Artikel Wie du den Durchschnittsverbrauch richtig ausrechnest, gehts um den Durchschnittsverbrauch.

Online Rechner – Relativer Kraftstoffverbrauch in Liter pro 100 km

Online Rechner – Planung Kraftstoffverbrauch

Relativer Kraftstoffverbrauch in Meilen pro Gallone.

In der USA, Großbritannien, Japan und einigen weiteren Teilen der Welt, wird ein umgekehrter Wert benutzt.

Die gefahrene Strecke wird durch das verbrauchten Kraftstoffvolumen geteilt.

Die Maßeinheit ist Meilen pro Gallone.

Es ist eine andere Sicht auf das gleiche Problem. Dieser Wert benennt die Strecke, die mit einer Gallone Kraftstoff zurückgelegt werden kann.

Ich denke, das ist ein sehr praktikabler Ansatz, wie man auf den Kraftstoffverbrauch schauen kann. Wenn du die Größe deines Tankvolumens kennst, dann kannst du ganz einfach herausbekommen, wie weit du kommst.

Der „Mal 100 Trick“ ist hier nicht notwendig. Mit fast 4 bis 5 Litern Diesel kann ein LKW eine Distanz zurücklegen, die eine Zahl deutlich vor dem Komma ergibt.

Warum schreibe ich so vage 4 bis 5 Liter? Nun, es gibt zwei unterschiedliche Gallonen. Die englische Gallone (imperial) mit 4,54609 Liter und die US Gallone mit 3,785411784 Litern. (Source: Wikipedia)

Während im l/100 km System die Zahl so klein wie möglich sein soll, ist es in der Meilen pro Gallone Welt genau andersherum. Eine große Anzahl von Meilen belegt einen besseren Kraftstoffverbrauch.

Online Rechner – Relativer Kraftstoffverbrauch in Meilen pro Gallone

Wenn du von Meilen pro Galle in Liter pro 100 km oder umgekehrt umrechnen willst, musst du zwischen der Imperialen Gallone und der US Flüssiggallone unterscheiden. Mit diesem Link kommst du zu einem Onlinerechner, mit dem du in alle Richtungen umrechnen kannst.

Da es also zwei verschieden Werte mit der gleichen Maßeinheit „Meilen pro Gallone“ gibt, kann man nicht sicher sein, ob Werte vergleichbar sind. Ich liebe metrische Einheiten!

Der zeitbezogene, relative Kraftstoffverbrauch.

Relativer Kraftstoffverbrauch in Liter pro Stunde

Wenn das Fahrzeug im Stillstand betrieben wird, dann wird der Verbrauch in Relation zur Betriebszeit des Motors gesetzt.

Die Maßeinheit ist Liter pro Stunde.

Ein typischer Anwendungsfall dieses Wertes ist der Leerlaufverbrauch eines Verbrennungsmotors.

Auch dieser Verbrauch muss optimiert werden und darum musst du ihn messen. Der einfachste Optimierungsansatz ist es, den Motor abzustellen, wenn das Fahrzeug steht.

Bei einigen Fahrzeugen wird dieser Wert explizit im Display angezeigt, bei anderen Fahrzeugen wird er in den streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch einbezogen, wieder andere ignorieren den Wert.

Du solltest dich informieren, wie dein Fahrzeug mit dem Leerlaufverbrauch umgeht.

Wenn du aus dem getankten Dieselvolumen deinen streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch ausrechnest, dann mischst du mit hoher Wahrscheinlichkeit den Leerlaufverbrauch mit ein, weil du keine Daten hast den Leerlaufverbrauch zu separieren. Solange du sensibel mit der Leerlaufzeit umgehst und den Motor schnell abstellst, ist das vermutlich akzeptabel.

Wenn dein Fahrzeug eine Arbeitsmaschine ist, dann musst du definitiv den Standverbrauch separat berechnen.

Eine typische Arbeitsmaschine ist zum Beispiel eine Betonpumpe. Ein, mit einer Arbeitsmaschine ausgerüstetes Fahrzeug, ist ein LKW mit Ladekran. Beide Fahrzeugarten werden lange Zeit im Stillstand betrieben.

Den Leerlauf- oder Standverbrauch ermitteln

Es ist nicht einfach den Leerlauf- oder den Standverbrauch eines Motors in Erfahrung zu bringen, typischerweise veröffentlichen die Fahrzeughersteller diese Werte nicht.

Du kannst sie aber selbst messen. Benutze dafür die Flottenmonitoring Methode.

• Den Tank ganz voll füllen.
• Das Fahrzeug im Stand betreiben und dabei die Betriebszeit stoppen und aufschreiben.
• Diesel in einen Messbecher füllen und aus dem Messbecher den Tank wieder bis zum Ausgangsfüllstand auffüllen.
• Das nachgefüllte Dieselvolumen am Messbecher ablesen und aufschreiben.
• Den Standverbrauch ausrechnen.
• Die Messung an mehreren Tagen wiederholen.
• Aus den Einzelwerten den Durchschnittsstandverbrauch ausrechnen.

Online Rechner – relativer Standverbrauch

Online Rechner – absoluter Standverbrauch

Hast du die Werte bestimmt, dann kannst du den Rechner nutzen, um den absoluten Kraftstoffverbrauch im Standbetrieb vorauszuberechnen.

Der spezifische Kraftstoffverbrauch.

Der spezifische Kraftstoffverbrauch bringt den verbrauchten Kraftstoff in Korrelation zur geleisteten mechanischen Arbeit.

Im Gegensatz zu den bisher vorgestellten Werten, wird hier nicht das Kraftstoffvolumen, sondern die Kraftstoffmasse verwendet.

Die Maßeinheit ist g/kWh.

Die Messung wird üblicherweise auf einem Motorenprüfstand durchgeführt, deshalb erfolgt die Berechnung mithilfe der gemessenen Leistungsabgabe. Da die Kraftstoffmasse hier auf die Zeit bezogen ist, wird aus der Leistung die mechanische Arbeit.

Dieser Wert beschreibt den Wirkungsgrad des Motors.

Indem die Kraftstoffmasse verwendet wird, ist der Einfluss der Kraftstoffdichteänderung bei unterschiedlichen Temperaturen ausgeschaltet. Die Kraftstoffmasse entspricht direkt der im Diesel enthaltenen Energie. Der Wert besagt also Energieaufnahme geteilt durch die Arbeitsabgabe und das ist die Definition vom Wirkungsgrad.

Dieser Wert ist das Gesprächsthema im Kreise der Motorenentwickler und Thermodynamiker. Hier tobt sich ihr Ehrgeiz aus.

Üblicherweise wird der spezifische Kraftstoffverbrauch nicht als ein einzelner Wert angegeben, sondern als ein Diagramm mit mehreren Werten für die verschiedenen Betriebszustände des Motors.

Dieses Diagramm nennt man Muscheldiagramm. Klicke auf den Link, dann siehst du ein Beispiel.

Die Linien, die dem Diagramm das Muschelaussehen verleihen, sind Linien mit gleichem spezifischen Kraftstoffverbrauch. (Der Druckwert auf der y-Achse entspricht dem Motordrehmoment. Lass dich nicht verwirren, es handelt sich um das kleine p für Druck, nicht um das große P, welches üblicherweise für Leistung steht.)

Das Kraftstoffverbrauchskennfeld eines Motors ist eine sehr wertvolle Information für die Entwicklung von cleveren Fahr- und Motorbetriebsstrategien. Es wird deshalb sehr intensiv von den Entwicklungsingenieuren der Fahrzeughersteller genutzt. Im normalen Fahrbetrieb kommt es eher selten vor.

Zusammenfassung

Alle Berechnungen sind Näherungswerte und dienen nur zu Demonstrationszwecken. Ich übernehme keine Haftung für die Richtigkeit der Ergebnisse.