Drehmoment und Elastizität
Hallo Techniker,
in der letzten ADAC-Motorwelt steht ein Bericht über den VW Passat gegen Ford Mondeo. Dort stolperte ich über einige Angaben bezüglich Drehmoment, PS und Elastizität. Vielleicht kann ein Sachkundiger mal ein paar erklärende Worte schreiben.
Das steht drin: ... Interessant ist, dass der EcoBoost-Motor (Ford) bei den Elastizitätsmessungen besser abschneidet als der Passat, dessen Diesel mit 340 NM ein deutlich höheres maximales Drehmoment hat als der Mondeo (240 NM).
Folgende Motoren haben sie verglichen:
Passat:
4-Zyl.Turbodiesel, 1968 cm³, 150 PS, 340 NM bei 1750 U/min, 8,9 s auf 100 km/h
Überholvorgang 60-100 km/h: 5,6 s
Mondeo:
4-Zyl.Turbobenziner, 1499 cm³, 160 PS, 240 NM bei 1600 U/min, 9,3 s auf 100 km/h
Überholvorgang 60-100 km/h: 5,6 s
P.S.: Dummerweise sind bei der Elastizitätsmessung in der Tabelle beide Werte gleich (5,6 s)
P.P.S.: Da es den neuen Mondeo noch nicht als Diesel gibt, haben sie einfach den Benziner für den Vergleich genommen ...
Meine Frage: Nun hat der Passat ja signifikant mehr Drehmoment. Warum beschleunigt er trotzdem nicht schneller als der Mondeo von 60 auf 100 km/h? Die 10 PS mehr des Mondeo machen's doch nicht, oder?
Beste Antwort im Thema
Der Diesel hat ein länger übersetztes Getriebe und das vernichtet den Drehmomentvorteil gegenüber dem Benziner. Heutige Turbobenziner haben in den höheren Gängen teilweise mehr Radzugkraft (=Beschleunigung) als vergleichbare Diesel.
495 Antworten
Zitat:
Die Masseträgheit des gesamten Fahrzeugs dürfte die dominante Rolle spielen.
Die dir aber auch hilft, Enegie zu sparen. Wenn dem nicht so wäre, bliebe ja das Auto, nach dem der Kraftfluss unterbrochen wird, sofort stehen.
Sprich, jene Masseträgheit, die der momentanen Geschw. innenliegt, brauchst du beim Beschleunigen nicht zu überwinden.
Ach ja, Kurbelwelle Kupplung, Getriebe spielen schon ne Rolle, wenns um die Eigenbeschleunigung des Motors geht, sprich, ohne das Fahrzeug vorwärtszutreiben.
Und das könnte schon ne Rolle dabei spielen, das LKWs in den mittleren Gängen zügiger beschleunigen, als in den unteren.
Wenn der Motor z.B. zwei Sekunden benötigt, um von 1500 auf 2500U/min hochzudrehen, dann schafft er es vielleicht den leeren LKW binnen 2,5s im dritten Gang von 15 auf 25km/h zu beschleunigen. Im fünften Gang dauerst dann vielleicht 5s, um ihn bei gleicher Drehzahl von 40 auf 67km/h zu beschleunigen, weil die träge Eigebeschleunigung jetzt nicht mehr so groß ins Gewicht fällt.
Wenn ich nicht ganz falsch liege, ist die Trägheit einer 6.000 U/min rotierenden Welle deutlich höher, als wenn sie sich nur mit 500 U/min dreht. Das widerspräche Deiner Annahme. Möglicherweise irre ich mich da, ist nur eine Vermutung. Auf jeden Fall wird die Masseträgheit aber nicht kleiner, wenn die Masse schon rotiert.
Beim LKW kommt sicherlich das so genannte Losbrechmoment hinzu. Sprich, die ruhenden Massen müssen in den Gleitlagern erst einmal überhaupt in Drehung versetzt werden, was zusätzlich etwas Kraft kostet. Auch beim Anhänger. Das ist der Grund, weshalb bei allen Zügen die Kupplungen deutliches Spiel haben, damit ein Wagon nach dem anderen in Bewegung versetzt wird und nicht alle zugleich.
Die Trägheit ist bei höheren Drehzahlen auch größer. Aber sie wirkt ja auch andersrum.
Und wenn du das Gas wegnimmst tourt der Motor nicht ab, weil er von der Trägheit ausgebremst wird, sondern von internen Reibungswiderständen, permanente Druckwechsel in Brennraum, Abgasanlage und Ansaugtrakt, inkl. den Antrieb diverser Bauteile wie, Nockenwelle, Lichtmaschine, Wasserpumpe usw.
Die Trägheit, der rotierenden Teile im und am Motor, sorgt dann dafür, das er entsprechend langsamer abtourt. Und beim Gasgeben dann natürlich langsamer hochdreht.
Aber bei konstanter Drehzahl ist sie niemals selbst ein Faktor des Widerstands.
Und genauso ist es mit der Masse des Fahrzeuges. Sie bietet nur Widerstand beim Beschleunigen und beim Verzögern, aber niemals bei konstanter Geschwindigkeit. Die Masseträgheit ist also kein Fahrwiderstand.
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Zitat:
@Razzemati schrieb am 21. Juli 2019 um 11:48:00 Uhr:
Dominant? Die Masseträgheit des gesamten Fahrzeugs dürfte die dominante Rolle spielen. Nicht die der Kurbelwelle oder der Kupplung, meine ich.
Okay, ich habe vielleicht etwas verkürzt formuliert:
Von den rotatorischen Massenträgheiten (Räder, Bremsen, Seitenwellen, Kardanwelle, Kupplung, Motor) hat alles vor dem Getriebeeingang bei kleinen Gängen einen dominanten Einfluss (also Motor mit Schwungrad und Kupplung). Im ersten Gang kann der Massenzuschlagsfaktor auch schon mal bei 1,5 liegen, d.h. die virtuelle Fahrzeugmasse steigt um 50 %.
Zitat:
@Razzemati schrieb am 21. Juli 2019 um 12:25:14 Uhr:
Wenn ich nicht ganz falsch liege, ist die Trägheit einer 6.000 U/min rotierenden Welle deutlich höher, als wenn sie sich nur mit 500 U/min dreht. Das widerspräche Deiner Annahme. Möglicherweise irre ich mich da, ist nur eine Vermutung.
Ja, hier irrst Du tatsächlich. Das Massenträgheitsmoment ist eine Bauteileigenschaft und diese hängt nicht vom momentanen Betriebszustand ab.
Analogie
Translatorische Bewegung:
Die Masse wirkt einer Beschleunigung durch eine Kraft entgegen.
Rotatorische Bewegung:
Das Massenträgheitsmoment wirkt einer Winkelbeschleunigung durch ein Drehmoment entgegen.
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 21. Juli 2019 um 18:06:21 Uhr:
Zitat:
@Razzemati schrieb am 21. Juli 2019 um 12:25:14 Uhr:
Wenn ich nicht ganz falsch liege, ist die Trägheit einer 6.000 U/min rotierenden Welle deutlich höher, als wenn sie sich nur mit 500 U/min dreht. Das widerspräche Deiner Annahme. Möglicherweise irre ich mich da, ist nur eine Vermutung.Ja, hier irrst Du tatsächlich. Das Massenträgheitsmoment ist eine Bauteileigenschaft und diese hängt nicht vom momentanen Betriebszustand ab.
Analogie
Translatorische Bewegung:
Die Masse wirkt einer Beschleunigung durch eine Kraft entgegen.Rotatorische Bewegung:
Das Massenträgheitsmoment wirkt einer Winkelbeschleunigung durch ein Drehmoment entgegen.
Ich dachte nur, weil bei sich drehenden Teilen die Zentrifugalkraft und die entgegen wirkende Zentripetalkraft sehr hoch werden, bei hoher Drehzahl. Und dass sich dies auf die Trägheit auswirken könnte, wenn man versucht, ein sich schnell rotierendes Rad (z.B. vom Fahrrad) aus der momentanen Lage zu bewegen. Auch die Corioliskraft könnte einen Einfluss haben.
Was aber nichts daran ändert, dass die Energie in einer Drehbewegung proportional der Winkelgeschwindigkeit zum Quadrat ist. Bei der KRAFT/Drehmo ist das tatsächlich "quasi unabhängig", aber bei der Energie/Leistung spielt die absolute Drehzahl eine Rolle.
Es kristallisiert sich inzwischen gut raus, wer die Physik mit dem Werkzeug Mathematik im Griff hat...
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 21. Juli 2019 um 19:52:53 Uhr:
Es kristallisiert sich inzwischen gut raus, wer die Physik mit dem Werkzeug Mathematik im Griff hat...
Ich hatte ja extra geschrieben “könnte“, weil ich diesen speziellen Fall noch nie hatte und auch nicht untersucht habe. War nur eine Vermutung.
Das hab ich auch nicht anders verstanden. Dich zähle ich eh zu denen die Physik verstehen.
![Avatar von Go}][{esZorN](https://img.motor-talk.de/media/user/goeszorn-u4959/0_original.gif){kind=avatar}
Vor Allem hat sich der Diskussionsstil auf den letzten Seiten sehr zum Guten gewendet. Muss man auch mal ganz deutlich sagen.
Danke dafür! 🙂
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 21. Juli 2019 um 19:52:53 Uhr:
Es kristallisiert sich inzwischen gut raus, wer die Physik mit dem Werkzeug Mathematik im Griff hat...
Ich bin da wohl leider nicht dabei, habe ich in den letzten paar Tagen doch zweimal bescheinigt bekommen, dass ich von der Technik keine Ahnung habe, nur schreibe, um etwas zu schreiben und ich mir mal ein ordentliches Buch kaufen sollte.
Zitat:
@FWebe schrieb am 21. Juli 2019 um 05:01:06 Uhr:
Zitat:
@Sir Donald schrieb am 20. Juli 2019 um 23:45:29 Uhr:
Und das geht weil man in (fast) allen Lebenslagen mehrere Gänge hat, was natürlich auch den Sinn hat bei der Verbrauchsmessung möglichst immer im effizientesten Drehzahlbereich zu bleiben, den Lastbereich kann man dabei ja (fast) ignorieren.
Der Lastbereich ist das A und O dabei und wird natürlich vorrangig über die Drehzahlabsenkung realisiert. Das 10G hat in der Realität aber faktisch nicht wirklich Vorteile. Interessant sind z.B. die Unterschiede zwischen Ford Focus und Mazda 3 mit 122/ 125 PS und Automatik (beide Euro 6d temp).
Der Mazda ist trotz doppelt so großem Hubraum und 4 Gängen weniger nach Norm sparsamer. Woran das unter anderem liegt, ist die viel zu kurze Übersetzung des Ford. Wenn man es drauf anlegt, fährt man 50 km/ h im 8. Gang, welcher beim Mazda dem 5. entspricht.
Dadurch verschenkt der Ford Potential nach oben hin. Hätte man das Getriebe z.B. in 10 km/ h-Schritten abgestimmt, wäre er eventuell (sicher weiß man es ja nicht) auch nach Norm sparsamer, durch die 5er-Schritte fährt er jedoch viel zu viel Masse durch die Gegend, und hat am Ende nicht mal wirkliche Vorteile.
Laut Autokatalog eher zu lang, vor Allem sind dort nur nur daten für 7 Gänge aufgeführt, wobei der 7. bis 327km/h reicht. Problematisch sehe ich den Sprung vom 4. Gang mit 17,4km/h pro 1000 Umdrehungen zum Fünften mit 34,9km/h.
Ausser dazwischen liegt noch der fehlende 8. Gang
Daten
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