Wie viel kann man in unserem Tanks wirklich reinmachen?

Hallo liebe Community,

ich habe nach einiger Tests mit meiner digitalen Spritmesser bemerkt, dass da etwas nicht stimmte. Gefühlt gingen die ersten 15% ziemlich schnell weg, dann blieb meine Anzeige zu lange auf 50% rum und der letzte Bereich ging auch wesentlich schneller weg. Zudem bemerkte ich, dass wenn auf Reserve geschaltet ist, dass die Tankanzeige durchgängig auf Leer bleibt. Also wollte ich die Sache nachgehen und die mathematische Funktion für die Tankanzeigenberechnung verbessern.

Das wird womöglich ein etwas längerer Post. Wer nur die Ergebnisse sehen möchte, den empfehle ich, ganz zum Ende zu scrollen.

Verdacht
Der Ursprungsverdacht ist: Das Intervall, wie der Sprit weniger wird, ist am Anfang hoch, dann wird es geringer und gegen Ende wird der Tank sehr schnell leer.

Laut Handbuch soll die Tankanzeige Voll um die 3 Ohm und leer 102 Ohm zeigen. Was dazwischen passiert, wird im Handbuch nicht geschrieben. Als ich damals hier in Forum fragte, hat man mir eine lineare Annäherung empfohlen. Das reichte mir nicht so ganz. Also bin ich 150 km gefahren, diesen Wert als "Tank Halbvoll" angenommen und den Widerstand gemessen. So hatte ich drei Punkte und konnte quadratisch die Näherungsfunktion bestimmen. Der Anfang und vor allem kurz vor Leer hat die Anzeige aber nicht gestimmt.

Gut, wenn die Anzeige 10% anzeigt, sollte man sowieso schon die nächste Tankstelle anvisiert haben.

Versuchsaufbau und Methodik
Der Tankgeber wird mit Arduino verbunden, welches sich in den letzten Monaten in meinem Motorrad im Betrieb befand. Arduino liest den Widerstand über ein 10Bit AD Wandler und liefert diese Daten samt Auslesezeitpunkt (Millisekunden seit dem t=0) an meinem Laptop über die Seriellen Schnittstelle (USB)




Der Sprit wird einfach über die Tankauslassventil mit der Stellung auf "PRIM" herausgelassen und in sauberen Eimer und Benzinkanister für spätere Messung der Menge zwischengelagert.



Anschließend werden die Messpunkte am Computer ausgewertet.

Annahmen & Kompromisse
Die Abnahme des hydrostatischen Drucks und damit verbundene Abnahme der Abflussgeschwindigkeit wurde als linear angenommen: Jeder kennt das Experiment. Je höher die Wasserspiegel, desto weiter spritzt das Wasser, wenn ein Loch ganz unten im Glas entsteht. Das heißt eigentlich: je leerer der Tank wird, desto langsamer wird der Tank leer (da der Benzinspiegel sinkt und damit die potenzielle Energie sinkt [m*g*h])

Durchführung
Durch die gleichzeitige Betätigung der Start Taste und Drehen des Tankventils wurde die T=0 Marke gesetzt. Wenn der Tank leer ist, wurde die Timestamp notiert und die Daten in eine CSV exportiert. Anschließend wurde der Inhalt der Eimer in einem Messbecher gegeben und nach der Messung zurück in den Tank geschüttelt.

Evaluation
Es dauerte 1091,526 Sekunden (ca 18 Minuten), bis der Tank leer war. Innerhalb dieser Zeit wurde ziemlich genau 19 Liter Sprit herausgelassen. Das macht einen durchschnittlichen Spritauslass von 1,05 Liter pro Minute. Das Plotten der Daten ergibt folgenden Bild.



Um eine (bzw in diesem Fall zwei) Näherungsfunktionen zu erstellen, musste ich in Excel eine vereinfachte Version von dem ganzen Erstellen. Dafür wurden 300 Messpunkte zusammengerechnet und durchschnitt genommen. Dadurch wurde das Rauschen ebenfalls ein wenig unterdrückt und man bekommt eine wesentlich schönere (zumindest schöner zu rechnen) Kurve raus, welches in Ergebnisbereich ausführlicher erklärt wird.

Ergebnisse
Das Erste, was mir aufgefallen war, dass der Tank lediglich 19 Liter Benzin rausgegeben hat, statt wie im Handbuch beschrieben 22 Liter. Wo sind die letzten drei Liter? Die Antwort lautet: Teilweise im Tank. Der Tank hat im Fahrtrichtung rechts einen Flügel, in dem zwar Benzin gespeichert wird, aber das Benzin nicht benutzt werden kann, da das Tankventil links sich befindet. Der Fluch der Fallbenzinanlagen würde ich sagen. So konnte ich durch ständiges Drehen im ausgebauter Form noch ein ganzer Messbecher (1.5 Liter) voll Benzin rauskitzeln (auf den man in normalen Fahrtbedingungen keinen Zugriff darauf hat). Und da war noch ein bisschen was drin. Es fehlen aber immer noch 1-1.5 Liter. Ich schätze, das ist der Hohlraum, welches für den Fall gelassen wurde, dass der Sprit sich ausdehnt / Benzindämpfe druck bauen etc.

Die Auswertung der Daten am Rechner haben meinen ursprünglichen Verdacht teilweise bestätigt. Der Tank geht am Anfang nicht schneller leer als Tank ungefähr mittig, sondern langsamer. Aber gegen Ende geht der Tank wesentlich schneller leer.


Aus dem vereinfachten Widerstand / Tankfüllung Graph kann man erkennen, dass es mindestens drei Bereiche existieren:
- Fast lineare Abnahme, bis der Tank halbvoll ist
- Quadratische Abnahme von Halber Tank bis ca 12% Tankfüllung
- Die letzte 12% zeigt der Tankgeber durchgängig 100ohm.






Somit ist die frühere Näherungsfunktion, welches ich mal hier gepostet habe ungültig. Stattdessen muss folgende Funktion verwendet werden:



Ausblick
Diese Formel ermöglicht interessierte Personen das innere der XJ Tanks zu modellieren. Es wäre durchaus möglich, die obere Formel abzuleiten bzw durch Differenzialgleichung das örtliche Volumen zu berechnen. Die einzigen Herausforderungen dabei sind meines Erachtens, wie oben schon beschrieben, der rechte Flügel, wo einiges an Sprit tot rumliegt (da ich dazu keine Daten haben kann) und der tote Bereich unter 12% Tankmenge.

Schön, aber der Schwimmer meldet nur den Flüssigkeitsspiegel, der nimmt aufgrund der Tankform nicht linear ab. Somit kann der angezeigte Wert im Instrument schwerlich im linearen Zusammenhang zur verbrauchten Spritmenge stehen. Das zeigen auch deine Messungen. Gute Frage, wo sind die fraglichen Liter? Vermute, dass mit 22 Litern der Bruttoinhalt angegeben ist, netto aber der verbleibende Gasraum abgezogen werden muss. Ursprünglich gab es eine Belüftung durch den Verschluss, es zeigte sich jedoch, dass der Lack den europäischen Treibstoffdämpfen nicht stand hielt. Die Tanks wurden dann getauscht, gegen die Variante mit der inneren Belüftung durch Röhrchen, Schlingerventil und Schlauch. Auch bei meiner 41Y wurde der Tank auf Garantie getauscht und ich bilde mir ein, dass bei dieser Tankversion das Volumen etwas kleiner ist. Genau habe ich das nicht geprüft, auch war der Tausch schon bald nach der Fahrzeugübernahme erledigt, der Lack schon nach kurzer Zeit im Bereich des Tankdeckels aufgelöst. Mit viel Geduld bekommt man auch immer noch ein wenig mehr hinein, der Spiegel im Stutzen sinkt immer wieder ab, wenn Gas über das Ventil durch den Schlauch entweicht. Könnte durchaus mehr als ein Liter sein.

rr

Mit den 22 Litern kommt schon hin. Als ich mein Tankgeber ausgebaut und meinen Tank bearbeitet habe, hatte ich diesen restlos entleert. Nach Fertigstellung hatte ich einen gefüllten 20L Kanister wieder einfüllen können. Soweit ich mich erinnere war der Tank danach noch nicht randvoll.

Ich selbst finde es nicht erstrebenswert, eine korrekte lineare Anzeige zu haben. Den Verbrauch erreichne ich sowieso nach jedem Tanken. Eine ungefähre Anzeige zur Abschätzung reicht im Zusammenhang mit der Kilometerangabe. Ich habe mal einen passenden Geber aus Neigungssensoren gebaut, der in jeweils 1/6 Schritten die Füllung anzeigt. Auch dass hätte eigentlich gereicht. Wenn es genauer sein soll, müsstest Du den Abfluss messen, und den Inhalt über Digitaltechnik errechnen lassen, auch das ist möglich.
Jeder wie er/sie mag.

O Gott, was ist denn das?

Ich sach mal so:
Wenn deine Aufzeichnungen sich auch an der linearen Tankanzeige orientieren, komm ich zu dem Schluss, dass der Tank oben schlanker ist als in der Mitte. Eine Veränderung in cm wird also oben schneller vonstatten gehen. Ebenso ist der Tank unten getunnelt. Da dieser schräg ansteigt, wird die Anzeige zum Schluss in schneller fallen, weil eben die Flüssigkeit sich pro cm Höhe verringert.

Ich glaube, du hast zu viele Messgeräte und zu viele Formeln zur Verfügung.
Praxis: 1l/min = 60l/h. Der max. Verbrauch/Bedarf der vier Vergaser ist 30l/h, also die Hälfte. Das entspricht Vollgas, 200/kmh und 15l/100km.
Wenn auch deine Durchflussmenge über die gesamte Tankhöhe tatsächlich um 25% variieren würde, gäbe es keinen Grund, darüber nachzudenken.


Grüße, Olaf

Also...
Mir würde eine recht exakte Tankuhr schon gefallen.

Vergleicht man die XJsen untereinander, dann findet man viele lustige Tankuhr Verhalten.
Meine XJ900 verhält sich da eher wie ein Zufallsgenerator.

Eine ungefähre Anzeige zur Abschätzung reicht im Zusammenhang mit der Kilometerangabe.

Wie Abschätzungen halt so sind....
Laut Murphy erfolgt der Griff ins Klo, genau dann, wenn man so das Maximum aus dem Problem herhaus holt.

Gegen meine kleine Kawa ist das doch super genau. Bei mir:
- bis 100km = voll
- bei 200km = roter Bereich kurz vor ganz unten
- umschalten auf Reserve dann bei 350km

Hi.
Also bei meiner XJ war der Rekord an einer Tanke 22,8 Liter!
2 Km vor der Tanke Burscheid ging sie auf der Autobahn an einem kleinen Stich aus.
Moped kuzerhand auf dem Standstreifen händisch umgedreht, also Schnauze nach unten, auf den Hauptständer gewuchtet ( weil vollgepackt für 14 Tage Urlaub incl. Sozia) und 5 Min. gewartet.
Zündung an, Startknopf gedrückt und nach ein paar Rucklern lief sie rund. Ohne Mucken noch die 2 Km an die Tanke.
Also denke ich das es mit den 3 Litern in den Winkeln und Ecken des Tanks locker hinkommt.
Gruß
manfred

Also...
Mir würde eine recht exakte Tankuhr schon gefallen.

Vergleicht man die XJsen untereinander, dann findet man viele lustige Tankuhr Verhalten.
Meine XJ900 verhält sich da eher wie ein Zufallsgenerator.

Eine ungefähre Anzeige zur Abschätzung reicht im Zusammenhang mit der Kilometerangabe.

Wie Abschätzungen halt so sind....
Laut Murphy erfolgt der Griff ins Klo, genau dann, wenn man so das Maximum aus dem Problem herhaus holt.

Wenn die Schleifspule verdreckt ist und die Lager ausgeschlagen sind, dann wird daraus ein Lügendedektor. Die Tankuhren sind ja nicht dass Problem. Die bekommst Du in der Bucht hinterher geschmissen. Ich habe eine von MMB. Der Geber ist dass Problem. In letzter Zeit habe ich unruhige Zeigerausschläge. Ein Zeichen von o. g. Verschleiß. Wenn ich dann mal Bock habe, tausche ich den Geber mit den selbstgebauten. Ich stimme Olaf zu. In der Praxis reicht die vorhandene Technik völlig aus. Das ist ja genauso als wenn Du alle 10 Minuten Deinen Blutdruck messen würdest. Möglich wäre ein Schlauch an der Seite angebracht, dessen Anfang im Tank ist So könnte man den Flüssigkeitsstand beobachten. Ich schrieb ja bereits oben. Es gibt Strömungssensoren. Messen was rein und raus geht. Dann ist es super genau Und dann kackt irgendetas wichtiges ab weil die ganze Aufmerksamkeit am Tank klebte.

Guten Morgen,

Ich muss tatsächlich ein wenig widersprechen. Hier wurden ein paar wichtige Aspekte nicht berücksichtigt.

a) Neben Tankanzeige benötige ich eine weitere Anzeige für die Öltemperatur. Da die alte Anzeige große Probleme bereitet (CDI gegrillt) und von Olaf persönlich entfernt wurde. Also benötigte ich mehrere Anzeigen: Platzprobleme. Daraus resultierend benötigte ich ein System, das mehrere Sachen Zusammenfässt => Das ist die Daseinsberechtiging des Boardcomputers.

b) Bildschirm von Boardcomputer ist nur 1.8". Dabei sollen Informationen zu Tankmenge, Öltemperatur und GPS Status für den Blitzermelder angezeigt werden. Zusätzlich wird noch der interne Spannung in Arduino angezeigt, da ich Chinaware Gleichrichter nicht vertraue und ungern den Board grillen möchte. Also gibt es auf dem Bildschirm ebenfalls ein gewisser Platzproblem. Die mir einfallende visuelle Indizien für Sprit (bargraphen, digitale Tankuhr mit Drehfunktion) nehmen zu viel Platz. Da ist die Anzeige von zwei Ziffern und eine % Zeichen wesentlich praktischer und einfacher zu programmieren.

c) dann könnte man meinen, dass man eine Tankanzeige programmieren könnte, welches nur in 5% Schritten aussagt. Menschliches Hirn sagt: ja, ist einfacher. Computer funktionieren aber nicht so. Eine Stufenfunktion mit sagen wir Mal 5% Schritten braucht 20 individuelle Abfragen. Computer mag lieber stätigkeit. Er kann viel besser damit umgehen, in eine Funktion die Parameter reinzumachen und das Ergebnis zu liefern. Wenn eine Funktion gebaut wird, war mein Anspruch, dass dieser bitteschön auch halbwegs was richtiges anzeigt.

Durch die oben beschriebene Weg konnte ich euch hoffentlich klar machen, warum ein Boardcomputer statt billigtankuhr aus Bucht eingebaut wurde. Und warum lieber eine Funktion implementiert wurde statt mehrere Abfragen

Dass der Geber häufig das Problem verursacht... Das kann ich nicht sagen. Mein Geber haltet sich mehr oder minder an der von dem Hersteller vorgegebene Angaben.

Ist halt zugegeben auch ein wenig der persönliche Anspruch dabei. Wie der Rainer schon mehrfach gesagt hat, reicht auch eine ungefähre Angabe. Eigentlich ist das auch falsch, denn Jörg hat es auf den Punkt gebracht: eine Tankanzeige braucht es nicht. Ich fahre mein Motorrad jetzt auch seit vier Jahren ohne Tankuhr. Ich weiß auch, dass ab 150km auf der km Anzeige Getankt wird.

@rainer: an deine stufenweise Tankgeber kann ich mich erinnern. Das war doch unter dem Threads für Olaf sein Beiwagen und Benzinpumpe.

PS: Das Argument: Der Sensor kann kaputtgehen, deswegen sollte die Anzeige ebenfalls falsch / ungenau sein finde ich nicht unbedingt eine schöne Lösungsansatz / Vorgehensweise, da die gesamte IT Branche seit Jahren an der Präzision, Zuverlässigkeit und Robustheit der Systeme investiert. Der richtige Ansatz an dieser Stelle wäre, die Fehlermenge zu erkennen und es softwaretechnisch zu kompensieren, so viel wie es geht. Ihr wärt erstaunt, wie häufig das in der Industrie so umgesetzt wird.

Ich will dir ja gar nicht großartig widersprechen...
Aber dein Punkt C, der ist bedenklich bis falsch.

So lange man eh einen Benzinhahn hat ist dieses Schätzeisen doch eh so was von überflüssig. Bringt nur Verwirrung und Ablenkung.

Ich will dir ja gar nicht großartig widersprechen...
Aber dein Punkt C, der ist bedenklich bis falsch.

Gibt es einen Argument dazu combie?
Weil sonst komme ich mit dem ebenso bullshit Aussage von: ich mach das hauptberuflich und weiß es eh besser... Auf diese Niveau wollen wir ja nicht sinken.

ebenso bullshit

Ich danke dir dafür, dass du meine Aussage als Bullshit bezeichnest.

ich mach das hauptberuflich und weiß es eh besser...

[ironie]
Ja, ich denke, ich bin jetzt schwer beeindruckt.
[/ironie]

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Alles gut, vergiss was ich gesagt habe und träum weiter.

c) dann könnte man meinen, dass man eine Tankanzeige programmieren könnte, welches nur in 5% Schritten aussagt. Menschliches Hirn sagt: ja, ist einfacher. Computer funktionieren aber nicht so. Eine Stufenfunktion mit sagen wir Mal 5% Schritten braucht 20 individuelle Abfragen. Computer mag lieber stätigkeit. Er kann viel besser damit umgehen, in eine Funktion die Parameter reinzumachen und das Ergebnis zu liefern. Wenn eine Funktion gebaut wird, war mein Anspruch, dass dieser bitteschön auch halbwegs was richtiges anzeigt.

Moin,

Die Tankgeber späterer Baujahre haben vielleicht das was du suchst. Ich habe mal einen repariert. Sie haben keine Drahtwicklung mehr, sondern m.E. eine Batterie aus Kohlewiderständen, ein Wiederstandsarray im Bild weiß. Es sollte ein sauber gestuftes Signal übergeben werden.

1,2,3...klick

Grüße, Olaf

Wie viel kann man in den Tank reinfüllen/Wie hoch ist der Verbrauch/Restliche Reichweite...

Zu 1: Ist extrem abhängig davon, wie das Motorrad steht, bei einigen geht mehr rein, wenn es leicht bergauf steht, bei anderen eher bergab. Andere Tankstelle, anderes Tankvolumen... und natürlich die Geduld beim Einfüllen... bei der FJ1200 kann das echt dauern bis die mal randvoll ist!

Zu 2: Kann man eigentlich nur mit einem Durchflussmengenmesser exakt ermitteln...

so ein Teil ist recht teuer und lohnt nicht...

Zu 3: Restliche Reichweite ist vor allem abhängig von 1 (randvoll Tanken), Zuladung und Fahrstil.

Wenn ich gefühlt nur noch so 2-3l im Tank habe, werde ich schon nervös im Sattel.
Weil, schieben möchte ich sie echt nicht... schon gar nicht die "fette Elke"!