Drehmoment und Elastizität

[Spannungsprüfer49761]

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?

[Diabolomk]

Natürlich trifft das auch auf die anderen Gänge zu.
Und die Leistung steigt auch mit sinkenden Motormoment.
Und trotzdem ist man schneller.
Es wurde bereits so schön erklärt warum, mehrfach!

[Standspurpirat52317]

@FWebe

Schaltbereich A oder B, was wird wohl schneller sein und wieso beschleunigen Fahrzeuge mit relativ vielen Gängen mit kurzer Gangspreizung am schnellsten?

Ich bitte um eine detallierte Rechnung bezüglich der Beschleunigung als Vergleich von A und B. Das Schaltbereich A natürlich mehr Gänge benötigt versteht sich von selbst.

[Diabolomk]

Schaltbereich B ist schneller

[Multimeter133339]

Zitat:

@HansDampfd schrieb am 7. August 2019 um 14:14:34 Uhr:

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 7. August 2019 um 13:01:14 Uhr:

Weil's so ist, solange man nur einen Gang betrachtet.

Aha und für die anderen Gänge trifft es dann wie im Märchen plötzlich nicht mehr zu, interessant!

Die Frage ist nur, was willst Du damit bezwecken? Kein Mensch fährt so, dass er nach einem Gangwechsel wartet, bis die Motordrehzahl wieder auf 1.500U/min gesunken ist und dann wieder Gas gibt bis zum nächsten Gangwechsel. In der Praxis kommt dieser Fall nie vor.

Zitat:

Nachtrag:

Wieso könnt ihr euch nicht einfach darauf einigen:

Dass die Beschleunigung proportional mit dem Motordrehmoment steigt, und daraus eben so die Leistung?

Nein, können wir nicht, weil es falsch ist. Die Leistung steigt NICHT proportional mit dem Motordrehmoment. Ganz und gar nicht!

Zitat:

So wäre nämlich der Sachverhalt richtig wiedergegeben.

Nein, definitiv nicht.

Zitat:

Und die Ursache ist eben eine Kraft bzw. Drehmoment und eben nicht die Leistung, wo einige andere ja bereits schon ausführlich hingewiesen haben.

Die Ursache wofür? Für die Beschleunigung? Nein, das ist falsch. Ein Drehmoment oder eine Kraft, die nur für den Bruchteil einer Sekunde als Impuls anliegen, sind nicht die Ursache für die Beschleunigung eines Fahrzeugs. Dazu bedarf es einer kontinuierlichen Kraft und eines kontinuierlichen Drehmomentes durch eine Drehzahl und dann kommt am Ende wieder Leistung und Arbeit heraus.

[Spannungsprüfer135469]

Zitat:

@Diabolomk schrieb am 7. August 2019 um 15:14:14 Uhr:

Schaltbereich B ist schneller

+1

Definiv B.

Ich werd's demonstrieren, allerdings mit einem vereinfachten Drehmomentverlauf, ist leichter (und schneller) in Excel zu rechnen...

Grüße,
Zeph

[Multimeter133339]

Zitat:

@HansDampfd schrieb am 7. August 2019 um 14:56:50 Uhr:

@FWebe

Schaltbereich A oder B, was wird wohl schneller sein und wieso beschleunigen Fahrzeuge mit relativ vielen Gängen mit kurzer Gangspreizung am schnellsten?

Ich bitte um eine detallierte Rechnung bezüglich der Beschleunigung als Vergleich von A und B. Das Schaltbereich A natürlich mehr Gänge benötigt versteht sich von selbst.

Ich glaube, Du hast es immer noch nicht verstanden. Du glaubst, dass der Bereich A eine höhere Beschleunigung ermöglicht, weil das Drehmoment dort höher ist. Du vergisst dabei aber, dass der Bereich B wegen der möglichen kürzeren Übersetzung mehr Zugkraft bietet, also die Beschleunigung dort größer ist, bezogen auf den Geschwindigkeitsbereich, der damit abgedeckt wird. Ergo wird ein Fahrer, der nur den Bereich A nutzt, langsamer beschleunigen, als der Fahrer, der nur den Bereich B nutzt. Und genau da liegt eben Dein Irrtum, Deine Fehlannahme oder Dein Unverständnis.

[Gelöscht5395754]

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 7. August 2019 um 12:17:20 Uhr:

Sooo, blättern wir mal ganz zum Startpost zurück. Hier die ursprüngliche Fragestellung:

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 7. August 2019 um 12:17:20 Uhr:

Zitat:

@Maxx18 schrieb am 12. Januar 2015 um 17:17:10 Uhr:

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?

Welche deiner beiden Aussagen, werden dem TS in der unsprünglichen Fragestellung weiterhelfen?

Nummer 1:

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 7. August 2019 um 12:17:20 Uhr:

Zitat:

@christian_2 schrieb am 7. August 2019 um 11:59:37 Uhr:

Je höher die Motorleistung ist, desto größer ist das Drehmoment am Rad und damit die Fahrzeugbeschleunigung.

oder Nummer 2:

Zitat:

@Zephyroth schrieb am 7. August 2019 um 12:17:20 Uhr:

Zitat:

@christian_2 schrieb am 7. August 2019 um 11:59:37 Uhr:

Je höher das Motormoment ist, desto größer ist das Drehmoment am Rad und damit die Fahrzeugbeschleunigung.

Ich glaube, dass keine dieser beiden Aussagen dem TS viel weiterhelfen werden. Ich meine, die ganze Diskussion hätte sich schon 'weiterentwickelt' zu einem oder mehreren anderen Thema/Themen.

Zitat:

Um die ursprüngliche Fragestellung zu lösen, muß man sich die Momentanleistung des Motors im gewählten Gang ansehen, aus dem maximalen Motormoment selbst wird man nicht schlau.

Das sehe ich anders (was Deine Aussage angeht, was betrachtet werden muss). Man erkennt m. M. n. aus der Fragestellung, dass der Themensteller nicht viel Fachwissen hat ... oder sich unglücklich ausgedrückt hat. Ich will ihm nicht zu nahe treten.

Begründung:
Zitat: "Die 10 PS mehr des Mondeo machen's doch nicht, oder?"

Ich interpretiere das so, dass der TS hier die "10 PS mehr" bei Nennleistung meint. Und Du musst zugeben, dass die Nennleistung bei einer Elastizitätsmessung nicht relevant ist, weil die Motoren der zwei Fahrzeuge bei diesen Messungen mit sehr, sehr großer Wahrscheinlichkeit, zu keinem Zeitpunkt ihre Nennleistung abgeben.
Wenn ich meine Frau frage, wieviel PS unser Auto bei 130 km/h auf der Autobahn hat, dann bekomme ich als Antwort: 'Lass mich mal kurz in den Fahrzeugschein gucken, dann sage ich es Dir.' Sie kennt den Unterschied zwischen aktueller Motorleistung und Nennleistung, die im Fahrzeugschein steht, nicht. Und ich glaube, dass mehr als 50 % der Bevölkerung das ebensowenig wissen.

Außerdem glaube ich, dass die überwiegende Mehrheit auch in diesem Forum nicht genau erklären können, was mit Nennleistung eigentlich gemeint ist. Selbst in meinem Unternehmen bei den Ingenieuren gibt es unterschiedliche 'Meinungen' was Nennleistung genau ist.
Weißt Du es? Wie sieht es z. B. mit den Nebenaggregaten aus? Ist die Nennleistung die Leistung, die an der Kurbelwelle anliegt, wenn der Generator zu 100 % zugeschaltet ist, die Lenkhilfpumpe zu 100 % zugeschaltet ist, die Klimaanlage zu 100 %? Oder laufen die Aggregate nur leer mit? Oder wie sieht es mit der Kühlmittepumpe aus? Läuft die voll mit (wenn sie regelbar ist)? Oder wird der Motor zur Nennleistungsermittlung vielleicht fremdgekühlt, wie das auf vielen Motorenprüfständen üblich ist? Welche Luftdichte haben wir bei Nennleistung. Luftfeuchtigkeit? Ansauglufttemperatur? AGR-Rate?
Es gibt unzählige Einflüsse, die die vom Motor abgegebene Leistung beeinflussen.

Lange Rede kurzer Sinn. Ich glaube der TS hat nicht soooo viel Fachwissen und deshalb glaube ich, dass ihm keine der beiden Antworten weiterhelfen. Ich glaube auch, dass Deine Antwort mit der Momentanleistung dem TS nicht weiterhelfen wird, weil er sich eventuell gar nicht bewusst ist, dass es eine Momentanleistung überhaupt gibt.
Man benötigte hier mal eine Rückmeldung vom TS.

Die m. E. viel 'brauchbarare' Antwort für den TS wäre gewesen: Weil die Gesamtübersetzung, angefangen von der Getriebeübersetzung und Hinterachsübersetzung bis hin zum Radhalbmesser unterschiedlich sind. Dann müsste man das in Prosa beschreiben was damit gemeint ist und welche Auswirkungen das hat. Daneben spielen aber auch noch andere Punkte eine wichtige Rolle, die umso wichtiger werden, je ähnlicher die Gesamtübersetzung der Fahrzeuge sind:

- Aufladeverhalten (sofern es sich um aufgeladene Motoren handelt)
- Fahrwiderstände
- Rollwiderstandsbeiwert der Fahrzeuge
- Luftwiderstandsbeiwerte
- Strinflächen
- Fahrzeugmassen
- rotatorische Massenträgheitsmomente aller rotierenden Massen
- Motorregelung

Das sind mal Punkte, die mir pauschal einfallen. Wahrscheinlich habe ich noch einiges vergessen...
Letztendlich kann man die Frage nicht pauschal beantworten. Wie oben schon angedeutet, kann man die Frage auch nicht darauf reduzieren, bei welchem Beschleunigungsvorgang größere Zugkräfte am Rad während der Beschleunigungsvorgänge anliegen, weil dabei die Fahrwiderstände komplett außer Acht gelassen werden. Trotzdem (soweit ich das mitbekommen habe) dreht sich die Diskussion hier überwiegend nur um die Radzugkräfte. Wir sind also definitiv schon von der eigentlichen Frage etwas weggekommen.

Und noch ein allgemeiner Punkt, warum ich mich in diese Diskussion mit eingeschaltet habe (das ist ja hier nicht das erste Thema, das ich verfolge):

Oftmals entwickeln sich aus einer Frage eines TS neue Gesichtspunkte die dann diskutiert werden und unter Umständen nichts mehr mit der eigentlichen Fragestellung zu tun haben. Die Moderatoren lassen solche Diskussionen i. d. R. aber bewusst zu, weil sie oftmals sehr interessant sind und zumindest meist indirekt etwas mit dem Thema zu tun haben. Ich persönlich begrüße das sehr. Manche (z. B. hier 'Razzemati'😉 scheinen damit ja ein riesiges Problem zu haben, kritisieren das, ohne dabei zu merken, dass sie mit ihrem eigenen Beitrag mit dem sie ihrer Kritik zum Ausdruck gebracht haben, selbst nicht das geringste zum Thema beigetragen haben. So etwas nervt!
Deshalb: ich ging davon aus, dass sich das Thema mehr in Richtung 'Physik' entwickelt hat. Und dazu kann ich viel beitragen. Wenn es darum geht, dass diskutiert wird, wie groß der cW-Wert von Auto A gegenüber Auto B ist oder welche Automarke leichtere Motoren baut oder was weiß ich alles, dann hätte ich hier sicher nichts geschrieben, weil ich davon keine Ahnung habe.

Zitat:

Es ist mir auch ziemlich egal, was jetzt je nach Interpretation ursächlich für Bewegung ist.

Deine Einstellung verstehe ich nicht. Warum ist dir das egal? Willst Du denn nicht wissen, wie die Welt oder die Physik beim Auto funktionieren? Zumindest ist das mein Antrieb, warum ich in einem technischen Forum mitlese. Ich will permanent dazulernen und alles immer besser verstehen. Das fängt bei der Relativitätstheorie und der Quantenmechanik an und hört bei der Automobiltechnik auf, weil ich das beruflich mache.
Ich will nicht dumm sterben ;-)

Zitat:

Drehmoment, Leistung und Drehzahl hängen schlicht und einfach zusammen, man kann sie nicht getrennt betrachten.

Doch :-)

Viele Grüße
Christian

[WQ33]

M.E. ist die Beschleunigung im Bereich "A" am größten (s. rote Linie im Diagramm),
im Bereich "B" ist aber die Geschwindigkeit am größten,
alles bezogen auf diesen einen Gang.
(In den höheren Gängen wird die Beschleunigung kleiner
und die Geschwindigkeit größer.)

Das ist der Unterschied zwischen m/s und m/s^2. 🙂

[FWebe]

Zitat:

@HansDampfd schrieb am 7. August 2019 um 14:56:50 Uhr:

@FWebe

Schaltbereich A oder B, was wird wohl schneller sein und wieso beschleunigen Fahrzeuge mit relativ vielen Gängen mit kurzer Gangspreizung am schnellsten?

Ich bitte um eine detallierte Rechnung bezüglich der Beschleunigung als Vergleich von A und B. Das Schaltbereich A natürlich mehr Gänge benötigt versteht sich von selbst.

Die Rechnung liegt dir doch quasi vor der Nase.
Bei gleichem Tempo beschleunigt man im Bereich B schneller, da mehr Radleistung erzielt wird und hier geht es nunmal um einen definierten Tempokorridor, indem die Differenz der Beschleunigung betrachtet wird.

Daraus ergibt sich, dass bei gleicher Raddrehzahl (die Geschwindigkeit ist vorgegeben) in Bereich B die höhere Zugkraft erzielt wird, weshalb das Fahrzeug dort bei gleichem Tempo schneller beschleunigt.

Der größte Fehler, der hier immer wieder gemacht wird, ist jener, dass die Beschleunigung nicht bei gleicher Geschwindigkeit betrachtet wird, sprich es wird völlig am Thema vorbeigefaselt, damit man wild mit Formeln um sich werfen kann und andere Leute blöd anmachen kann.

Warum Fahrzeuge mit vielen Gängen und kurzer Gangspreizung schneller bechleunigen wurde auch schon dargelegt. Sie bewegen sich näher an der maximalen Radleistung (welche sich aus der Radzugkraft und der Geschwindigkeit ergibt, wobei die Geschwindigkeit fest vorgegebenen ist) als andere Fahrzeuge.

[Rael_Imperial]

Zitat:

@christian_2 schrieb am 7. August 2019 um 11:50:21 Uhr:

Zitat:

@Rael_Imperial schrieb am 6. August 2019 um 20:15:47 Uhr:

Doch, es ist relevant, weil gleichzeitig die Leistung steigt.

Für die Fragestellung, die ich beantworten wollte, ist es nicht relevant.

Schön. Und ich wollte allgemein auf das Thema des Threads eingehen. Und dort lautet (inzwischen) die Fragestellung: Wann beschleunigt ein Fahrzeug am stärksten?

Somit ist es für die Fragestellung, für die hier im Thread eine Lösung gesucht wird, sehr wohl relevant.

Zitat:

@christian_2 schrieb am 7. August 2019 um 11:50:21 Uhr:

Hier liegt unser Problem, weil das nicht die Fragestellung ist, auf die ich eingehen wollte/will.

Nein, nicht unser, sondern Dein Problem, wenn ich nicht auf Deine Diskussionslinie einschwenke, sondern bei der bisherigen Betrachtungsweise bleibe.

Zitat:

@christian_2 schrieb am 7. August 2019 um 11:50:21 Uhr:

Noch einmal, worum es mir geht:
Ich rede nicht davon Übersetzungen anzupassen. Ich gehe auf die Frage ein, wann die Fahrzeugbeschleunigung im gleichen Gang am größten ist. Bei der Drehzahl, bei der der Motor sein maximales Drehmoment abgibt oder bei der Drehzahl, bei der der Motor seine maximale Leistung abgibt. Erkennst Du den Unterschied?
Und die Antwort auf diese Frage sieht man sehr gut in meiner Simulation (Exceltabelle im Anhang und Bild).
Die Fahrzeugbeschleunigung ist im gleichen Gang (und natürlich auch gleicher Hinterachsübersetzung) am größten, wenn der Motor sein maximales Drehmoment abgibt.

...

Man erkennt am Beschleunigungsverlauf (über der Zeit) sehr schön, dass die Beschleunigung dem Motordrehmomentverlauf und nicht dem Leistungsverlauf folgt. Das ist meine zweite Aussage.

Ich habe diesbezüglich auch schon mal selbst Messungen gemacht (weil ich mein Simulationsprogramm verifizieren wollte). Man sieht das natürlich auch bei den Messergebnissen / in der Realität.
Letztendlich kann das auch jeder mit seinem Smartphone messen, wenn dies einen Beschleunigungssensor hat. Die Fahrzeugbeschleunigung nimmt ab Md_max mit zunehmender Drehzahl ab. Und das hat in erster Linie nichts mit dem zunehmend Luftwiderstand zu tun, sondern mit der Charakteristik der Drehmomentkurve des Motors.

Jaja, sowohl die Berechnungen als auch entsprechende Messungen habe ich schon vor über zehn Jahren gemacht. Erzähl mir doch mal etwas Neues.

[GaryK]

Zitat:

@HansDampfd schrieb am 7. August 2019 um 14:14:34 Uhr:

Dass die Beschleunigung proportional mit dem Motordrehmoment steigt, und daraus eben so die Leistung?

So wäre nämlich der Sachverhalt richtig wiedergegeben.

Nein, dich beschleunigt NUR der Kraft-/Drehmoment- bzw. Leistungsüberschuss, egal wie man rechnet. Also rechne. Vor allem überlege mal ob es bei den Windwiderstandkräften proportional Speed^2 sinnvoll ist in EINEM Gang zu rechnen. Dass ein Fahrzeug bei 2000 RPM im Vergleich zu 4000 RPM "unten" Faktor 4 weniger Windwiderstand sieht ist logisch und dass dies stärker beschleunigt als am Ende seines Leistungsspektrums, wo sich Vortrieb und Widerstandskräfte aufheben - trivial. Weiss jeder, dass eine 100kW Kiste um 100 km/h noch deutlich zieht, aber bei 200 km/h am Ende ist.

Wenn du aber schaltest und einmal bei 2000 rpm nahe maximalem Drehmo beschleunigst, danach das ganze mit doppelter Drehzahl und somit 4000 RPM und "nicht ganz maximalem Drehmo" im kleinen Gang (wie 3 vs 5) machst, das Ergebnis ist auch klar. Runterschalten regelt.

[FWebe]

Womit man auch bei der einfachen Antwort für den TE wäre.
Bei gleichen Ausgangsgeschwindigkeiten beschleunigt das Fahrzeug besser, welches die höhere durchschnittliche Radleistung erzielt.

[Go}][{esZorN]

Wie jetzt? Das soll das Ergebnis nach 27 Seiten sein? Jungs, jetzt bin ich aber enttäuscht. 😁

[FWebe]

Vor allem kamen die richtigen Antworten sogar schon direkt zu Beginn.

[Go}][{esZorN]

Aber ich bin begeistert, wie die Diskussion hier bisher verlaufen ist. Bis auf wenige Ausnahmen ging es hier sehr sachlich und höflich zu trotz mitunter kontroverser Meinungen. Das verdient Respekt! 🙂