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
Trotzdem ein unterm Strich und in der Summe aller Faktoren vernachlässigbarer Fehler.
Aber man sieht, was "man" alles doch kann wenn man sich "mal eben" mit einem Thema beschäftigt und nicht Blind der Auto-Blöd oder was weiss ich wem noch alles glaubt. Respekt dafür. Denksport ist auch ein Sport 😉
Ich frag mich nur, ob nicht die Leistungskurve und ein drehzahlfixpunkt je Gang nicht einfacher gewesen wäre als über Kräfte, Übersetzungen nebst Radddurchmessern & Co zu rechnen.
Zitat:
@GaryK schrieb am 7. September 2019 um 15:09:17 Uhr:
Ich frag mich nur, ob nicht die Leistungskurve und ein drehzahlfixpunkt je Gang nicht einfacher gewesen wäre als über Kräfte, Übersetzungen nebst Radddurchmessern & Co zu rechnen.
Ja, wäre es. Aber er hatte ja so vehement dagegen argumentiert, dass es einfach über die Leistung zu berechnen sei, sondern allein über das Drehmoment möglich wäre, dass er sich diesen einfachen Weg selbst verbaut hat, um nicht das Gesicht zu verlieren.
Zitat:
@Duke711 schrieb am 7. September 2019 um 15:03:45 Uhr:
- Der Motor hat kein konstantes Massenträgheitsmoment, da oszillierende Massenträgheitskräfte mitwirken, die wiederrum von der Kolbenschleunigung und somit Motordrehzal abhängig sind.
Du willst doch wohl nicht ernsthaft vorschlagen, eine Beschleunigung von 0 auf 100 km/h kurbelwellenwinkelbasiert zu berechnen? Wenn ja, dann gilt das auch für das Motormoment.
Jetzt mal ehrlich ......
Wo ist das Problem?
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Zitat:
@Duke711 schrieb am 7. September 2019 um 15:03:45 Uhr:
Wobei die Grundlage kaum ausreichend sein dürfte als die Aussagen des ADAC anzuzweifeln, denn es stimmen noch einige Daten nicht:
Du meinst jetzt wahrscheinlich mit 'Grundlage' die Excelergebnisse. Aber was ist mit den Angaben bei Autobild? Die bestätigen ja meine Annahme.
Zitat:
- Der Reibwertkoeffizient des Reifen beträgt keine 0,85. Sondern je nach Schlupf bis zu 1,2. 0,85 Sind ledeglich der Reibkraftschlussbeiwert, es fehlt hierzu aber noch die Adhäsion.
Stimmt schon. Was Reibwertkoeffizient angeht, hatte ich Werte aus dem Studium im Kopf und das ist schon ein paar Wochenenden her. Ich habe aber zugegebenermaßen nicht nach aktuellen Werten gesucht.
Ich habe für µ_max einen Wert von ca. 1 im Kopf. Nachdem aktuelle Reifen aber eher rollwiderstandsoptimiert sind, sind demzufolge auch µ_max geringer, oder nicht? Hast Du eine Quelle?
Ich habe mal einen Vergleich zweier identischer Fahrzeuge mit unterschiedlichen µ_max gemacht (Bild).
Man sieht an den Ergebnissen, dass µ_max einen großen Einfluss auf das Ergebnis hat. Die Zeit von 0 auf 100 km/h reduziert sich von 8.9 s auf 8.4 s.
Was die Elastizität angeht, ändert sich aber nichts. Da fährt man nicht an der Grenze.
Zitat:
- Der Motor hat kein konstantes Massenträgheitsmoment, da oszillierende Massenträgheitskräfte mitwirken, die wiederrum von der Kolbenschleunigung und somit Motordrehzal abhängig sind.
Hast Du diesbezüglich Werte? Ich nämlich nicht. Wenn ja, kannst Du diese posten? Drehzahlabhängige Massenträgheitsmomente einzufügen, wäre ja nur eine Spalte mehr in Excel.
Mich interessiert, wie groß der Einfluss ist. Vom Gefühl her meine ich, dass der Einfluss nicht groß sein dürfte, wissen tue ich das aber nicht.
Zitat:
- Die Massenträgheitsmomente des Getriebe stimmen nicht:
1 0.14
2 0.13
3 0.12
4 0.11
5 0.1
Stimmt, hier war ich schlampig. Asche auf mein Haupt. Ich weiß aber, dass die Trägheiten des Getriebes kaum eine Rolle spielen.
Eigentlich sollten die Werte auch mit dem höheren Gang ansteigen und nicht geringer werden...
Zitat:
Die Tabelle hat einen Denkfehler. Denn hier ist das Massenträgheitsmoment abhängig von den jeweiligen Gängen, das ist falsch. Ein einfaches Stirnradgetriebe besteht aus 3 Wellen. Welle 1 ist die Antriebwelle inkl Zahnräder, hier ist die Summe aller Massenträgheitsmomente zu bilden. Welle 2 ist die Abtriebswelle bzw. Vorgelegewelle inkl. Zahnräder. Auch hier ist die Summe aller Massenträgheitsmomente zu bilden. Welle 3 ist die Achswelle mit samt Differential, je nach Ausführung als Hypoid oder als Stirnrad. Wegen den großen Modul und somit Teilkreisdurchmesser hat die Welle 3 den größen Anteil, ~ 0,15 kgm².
Wieder was gelernt, danke. Ich habe mal einen Vergleich angehängt.
Fahrzeug 1 mit den bisherigen Werten, Fahrzeug 2 mit folgenden Werten (ich hoffe, die sind realistischer)
1 0.25
2 0.26
3 0.27
4 0.28
5 0.29
6 0.30
Man sieht an den Ergebnissen, dass sich kaum etwas ändert. Die max. Leistung zur Beschleunigung der Getriebemassen beträgt jetzt 3.2 kW statt 1.8 kW. Und das auch nur ganz kurz im 1. Gang (größte Beschleunigung).
Zitat:
Das Massenträgheitsmoment ist nicht von dem Gang abhängig, da sich stets alle drei Wellen drehen. Einfachshalber kann mit dem jeweiligen Massenträgheitsmoment der Welle inkl. Zahräder und deren Drehzahl rechnen. Detaillierter müsste man je nach Gang immer differenzieren mit welcher Welle nun das Zanhrad verbunden ist. Bei einem einfachen Getriebe sind die Gangräder immer fest mit der Vorgelegewelle verbunden. Somit der einfache Ansatz bei Abtriebs- und Achswelle noch zutreffend. Abweichungen gibt es dann bei der Antriebswelle. Da sich alle Zahnräder auf der Antriebwelle, die nicht im Eingriff sind, nicht mit der Drehzahl der Antriebswelle drehen, sondern mit der der Vorgelegewelle. Das Massenträgheitsmoment ändert sich aber nicht, das ist eine konstante Größe. Dann müsste tatsächlich sich einige Zahnräder nicht drehen und das ist nicht zuftreffend.
Bist Du Dir da sicher? Wo ich Dir nicht folgen kann, ist das Thema Massenträgheit nach der Übersetzung. Die von mir angegebenen Werte sollen das auf die Eingangswelle reduzierte Trägheitsmoment angeben.
Je höher der Gang ist, desto schneller drehen sich die Abtriebswellen (alle Wellen nach der Übersetzung). Deshalb können die Trägheitsmomente gar nicht gleich sein, sondern müssen mit höheren Gängen ansteigen, oder?
Bei zwei Wellen mit einer Übersetzung:
J_red = J_1 + n_2²/n_1² * J_2
Das ist das, was ich im Kopf habe...
@christian_2
meine Hochachtung für Deine Fleißarbeit,
aber kannst Du nun die Ursprungsfrage des TE, möglichst in einem Satz,
klar und eindeutig beantworten?
Zitat:
@WQ33 schrieb am 8. September 2019 um 09:11:38 Uhr:
@christian_2
meine Hochachtung für Deine Fleißarbeit,
aber kannst Du nun die Ursprungsfrage des TE, möglichst in einem Satz,
klar und eindeutig beantworten?
Kann man nicht.
Zitat:
@Razzemati schrieb am 8. September 2019 um 10:32:04 Uhr:
Zitat:
@WQ33 schrieb am 8. September 2019 um 09:11:38 Uhr:
@christian_2
meine Hochachtung für Deine Fleißarbeit,
aber kannst Du nun die Ursprungsfrage des TE, möglichst in einem Satz,
klar und eindeutig beantworten?Kann man nicht.
Mir würde ein Hauptgrund oder ein Fazit genügen.
Die Antwort auf die Ursprungsfrage muss "zumutbar" sein. 🙂
Zitat:
@Razzemati schrieb am 7. September 2019 um 11:21:12 Uhr:
Soll das ein Witz sein? Kein Mensch liest sich das alles durch. Das Thema war längst erledigt und alles geklärt.Und selbstverständlich spürt man eine Beschleunigung, weil es sich dabei um eine Änderung des aktuellen Zustandes handelt (von unbeschleunigt zu beschleunigt). Erst eine dauerhafte gleichmäßige Beschleunigung wird als Schwerelosigkeit empfunden. Aber die Beschleunigung in einem Auto ist alles andere als gleichmäßig. Deine Abhandlung ist in Teilen richtig aber es stecken auch wieder Fehler darin. Meist dann, wenn Du eigene Schlüsse ziehst.
Ich habe es getan, und ich finde: Es lohnt sich absolut, habe viel gelernt...dank an christian_2, solche fachleute braucht das forum! 🙂
Also das Massenträgheitsmoment I bildet sich aus:
I = Intergral V * Vektor r^2 * roh(Vektor r) * dV
Das hat überhaupt nichts mit der einer Winkelgeschwinidigkeit zu tun. Und da in einen Getriebe keine Zahnräder stehen, sondern alle Beuteile sich drehen, ist das Massenträgheitsmoment eine Konstante. Du verwechselt das vermutlich mit dem Drehmoment:
M = I * Winkelbeschleunigung
Da Drehzahlen der Wellen unterschiedlich sind und somit die Winkelbeschleunigung. Ist bei jeder Welle natürlich das Widerstandsdrehmoment anders. Deshalb rechnet man für jede Welle mit der Summe aller Massenträgheitsmomente und der jeweiligen Drehzahl/Sekunde und subtrahiert dann das Gesamtwiderstandsdrehmoment aller Wellen bei einer Bechleunigung von dem Nettomotordrehmoment.
Sobald ich die Excel Datei bezüglich Motor gefunden habe, schicke ich Dir eine PM.
Zitat:
@WQ33 schrieb am 8. September 2019 um 09:11:38 Uhr:
@christian_2
meine Hochachtung für Deine Fleißarbeit,
Danke schön!
Zitat:
aber kannst Du nun die Ursprungsfrage des TE, möglichst in einem Satz,
klar und eindeutig beantworten?
Ja: Die Frage des TE war:
Zitat:
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?
Antwort
Die Annahme, dass der Passat (bei der Elastizitätsmessung) nicht schneller beschleunigen würde ist einfach falsch, der ADAC hat einen Fehler gemacht.
Noch ein zweiter Satz ;-)
Der Passat (60 bis 100 km/h in 5.6 s) beschleunigt schneller, als der Mondeo (7.4 s, laut Autobild), was die Simulation und Messung der Autobild zeigen.
https://www.autobild.de/.../...0.000-kilometer-dauertest-13127745.html
Zitat:
Die 10 PS mehr des Mondeo machen's doch nicht, oder?
Antwort
Die 10 PS Unterschied liegen ja nur bei Nenndrehzahl an. Beide Fahrzeuge fahren bei der Elastizitätsmessung aber nie bei Nenndrehzahl, deshalb ist die Nennleistung/Mehrleistung nicht relavant.
Die unterschiedlichen Fahrwiderstände spielen kaum eine Rolle.
Zitat:
Sobald ich die Excel Datei bezüglich Motor gefunden habe, schicke ich Dir eine PM.
Super, Danke!
Wenn Du auch Trägheitsmomente für ein Getriebe hast und Du mir diese geben könntest, wäre ich Dir sehr dankbar! Teile mir bitte auch kurz mit, ob ich die Werte hier im Forum veröffentlichen könnte. Ansonsten ändere ich die Werte leicht, so dass sie tendenziell passen.
VG
Christian
Zitat:
@WQ33 schrieb am 8. September 2019 um 11:10:48 Uhr:
Zitat:
@Razzemati schrieb am 8. September 2019 um 10:32:04 Uhr:
Kann man nicht.
Mir würde ein Hauptgrund oder ein Fazit genügen.
Die Antwort auf die Ursprungsfrage muss "zumutbar" sein. 🙂
Da es in dem vom TE erwähnten Artikel massiv widersprüchliche Aussagen gibt (Messwerte passen nicht zum Text des Artikels), kann es auf die Frage des TE keine sinnvolle Antwort geben.
Zitat:
@christian_2 schrieb am 8. September 2019 um 14:45:53 Uhr:
Zitat:
Sobald ich die Excel Datei bezüglich Motor gefunden habe, schicke ich Dir eine PM.
Super, Danke!
Wenn Du auch Trägheitsmomente für ein Getriebe hast und Du mir diese geben könntest, wäre ich Dir sehr dankbar! Teile mir bitte auch kurz mit, ob ich die Werte hier im Forum veröffentlichen könnte. Ansonsten ändere ich die Werte leicht, so dass sie tendenziell passen.VG
Christian
Anhang
Getriebe