Drehmomentkurve - Leistungskurve ?
Guten Abend,
mir würde interessieren, welche der beiden oben genannten Kurven ausschlaggebend für die Beschleunigung ist?
http://www.opel.at/contents/2008063016264464IM7.pdf
(Seite 19 1.7 CDTI 81 KW)
Wenn ich das richtig verstehe beschleunigt der Astra mit 110 Ps bis 3800 Umdrehungen (Leistungskurve) auch wenn das Drehmoment schon stark abfällt?
Ist es also dann so, dass die Leistungskurve ausschlaggebend ist bis zu welchem Punkt das Auto beschleunigt und die Drehmomentkurve darüber nichts aussagt?
Mfg
23 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von navec
Hallo Mark,
zu deinem Gedankenexperiment:
"Leistung wird für die Beschleunigung nicht gebraucht"Mal eine rein praktische Betrachtung, die von jedem nachvollziehbar ist.
Sieh dir mal viele Prospektdaten von Autos an. Dort gibt es immer den "Klassiker", nämlich die Beschleunigung von 0 auf 100km/h.
Hier wirst du ausnahmslos die Tendenz feststellen, dass dieser Wert, von der Motorseite her gesehen, direkt von der Maximalleistung des Motors abhängig ist, aber garantiert nicht direkt von Drehmomentwerten o.ä.
(ungefähr gleiches Gewicht der Fahrzeuge und Getriebe mit ca gleichem Wirkungsgrad mal vorausgesetzt).Nimm einfach die zwei Astra-Modelle mit gleicher Maximalleistung, aber ziemlich unterschiedlichen Drehmomentverläufen:
Den 1,4er Benziner und den 1,3CDTI.
Die Beschleunigung von 0 auf 100km/h ist annähernd gleich.Gruß
navec
Hallo Navec,
Dein Beispiel ist zwar recht anschaulich aber es überzeugt mich noch nicht.
Betrachten wir einmal einen Motor mit einer geraden wagerechten Drehmomentkurve. Das Drehmoment ist daher immer gleich.
Die leistung ist ja Drehmoment mal Drehzahl.
Damit haben wir eine gerade ansteigende Leistungskurve.
Gehen wir weiter davon aus das wir eine bestimmte Geschwindigkeit fahren.
Das Drehmoment am Hinterrad wird bestimmt durch das (konstante) Drehmoment des Motors und das Übersetzungsverhältniss des Getriebes.
Lege ich nun einen kleineren Gang ein und erhöhe die Drehzahl (bei konstanter Geschwindigkeit) ist das Drehmoment am Hinterrad größer als im ersten Fall.
Das Getriebe arbeitet also als Drehmomentwandler.
Damit haben also alle recht :-)
Beschleunigung ist nur vom Drehmoment abhängig!
Aber eben nicht das Motordrehmoment sonder das am Hinterrad.
Durch den Drehmomentwandler (Getriebe) kann auch ein kleines Drehmoment bei hoher Drehzahl in ein hohes Drehmoment bei kleiner Drehzahl umgewandelt werden.
Was auf beiden Seiten des Getriebes gleich ist ist eben die Leistung.
Damit ist die Beschleunigung ebenso nur von der Leistung abhängig!
:-)
Ein Drehmoment ist ja eine Kraft. Eine Kraft kann so stark sein wie sie will, sie verbraucht keine Energie und man muss daher keine Leistung aufbringen.
Hallo mark,
das Spiel kann man jetzt sicher bis ins Unendliche weiterführen.
Deine Kernaaussage ist ja richtig:
Um Beschleunigen zu können muss du eine (Zug-)Kraft haben und diese Kraft ist proportional zum Raddrehmoment.
Da Beschleunigung, wie wir ja noch alle aus dem Physikunterricht wissen, Kraft durch Masse ist, stimmt dieser Teil der Betrachtung.
Diese Aussage bedeutet aber auch zwingend, dass die Kraft nicht nur im Stand (0 km/h) sondern auch noch bei 50km/h oder 100km/h gleichmäßig vorhanden sein muss, sonst klappt es mit der Beschleunigung nämlich nicht!
Bei 0km/h brauchst du keine Leistung, um die entsprechende Kraft aufzubringen, das ist richtig.
Eine Beschleunigung spielt sich aber immer in einem Zeitintervall ab und daher kann die Geschwindigkeit nicht 0 bleiben (Beschleunigung bedeutet ja nun mal Geschwindigkeitsveränderung).
Und sobald die Geschwindigkeit nicht 0 bleibt, ist letztendlich Leistung nötig, um die notwendige Kraft aufbringen zu können.
Eine gleichmäßige Beschleunigung (entsprechend deinem Beispiel mit dem konstanten Drehmoment) geschieht aber nicht bei konstant 0 km/h sondern über den gesamten Geschwindigkeitsbereich (z.B. 0 bis 100km/h)
Um aber das konstante Raddrehmoment (entsprechend Radzugkraft) auch noch bei 10km/h aufbringen zu können, brauchst du zwingend eine bestimmte Leistung, da beißt die Maus keinen Faden ab.
Um das gleiche konstante Raddrehmoment bei 50km/h aufbringen zu können, brauchst du die 5-fache Leistung und bei 100km/h die 10-fache Leistung.
Welche Einheit benutzen wir beim Auto um die Beschleunigung zu beschreiben?
Die klassische Beschleunigungsangabe in m/s² würde nicht (nur) von der Leistung abhängen, da bei dieser allgemeinen Aussage der Geschwindigkeitsbereich fehlt.
Beispiel:
Um ein Auto mit 1m/s² von 0 auf 10km/h gleichmäßig zu beschleunigen, brauche ich eine bestimmte maximale Leistung (um auch bei 10km/h noch die erforderliche Zugkraft zu bekommen)
Um das gleiche Auto mit 1m/s² von 0-100km/h zu beschleunigen, brauche ich eine wesentlich höhere maximale Leistung, denn auch bei 99,5km/h muss ich noch in der lage sein, die erforderliche konstante Radzugkraft bereitzustellen.
Im KFz-Bereich wird der klassische Beschleunigungswert in sec und für einen festen Geschwindigkeitsbereich (0-100km/h) angegeben.
Eine Beschleunigung in sec, die in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich (z.B. 0-100km/h) abläuft ist daher immer von der Leistung abhängig, da ich nur mit entsprechender Leistung in der Lage bin, dass nötige Raddrehmoment und damit die für die Beschleunigung nötige Radzugkraft bereitzustellen.
Von daher kann man festhalten:
Die Beschleunigung hängt direkt von der durchschnittlichen Radzugkraft (und natürlich der Fahrzeugmasse) ab.
Um die Radzugkraft auch über 0km/h bereitstellen zu können, braucht man aber zwingend die entsprechende Leistung. (Ohne Leistung keine Radzugkraft während der Beschleunigung)
Im Endeffekt hängt daher der Beschleunigungswert in sec von 0 auf 100km/h immer direkt von der Leistung und von der Masse ab.
Und genau das kannst du bei jedem Autovergleich oder in den techn. Angaben zu einem Auto feststellen.
Gruß
navec
Zitat:
Original geschrieben von navec
Hallo Mark,
zu deinem Gedankenexperiment:
"Leistung wird für die Beschleunigung nicht gebraucht"Mal eine rein praktische Betrachtung, die von jedem nachvollziehbar ist.
Sieh dir mal viele Prospektdaten von Autos an. Dort gibt es immer den "Klassiker", nämlich die Beschleunigung von 0 auf 100km/h.
Hier wirst du ausnahmslos die Tendenz feststellen, dass dieser Wert, von der Motorseite her gesehen, direkt von der Maximalleistung des Motors abhängig ist, aber garantiert nicht direkt von Drehmomentwerten o.ä.
(ungefähr gleiches Gewicht der Fahrzeuge und Getriebe mit ca gleichem Wirkungsgrad mal vorausgesetzt).Nimm einfach die zwei Astra-Modelle mit gleicher Maximalleistung, aber ziemlich unterschiedlichen Drehmomentverläufen:
Den 1,4er Benziner und den 1,3CDTI.
Die Beschleunigung von 0 auf 100km/h ist annähernd gleich.Gruß
navec
Hallo Navtec,
klar staht dies in den Prospekten so, allerdings unterschlägst du hier etwas. Es besitzen alles diese Fahrzeuge nicht die gleiche Übersetzung+Drehmomentverläufe und aufgrund dessen ergeben sich unterschiedliche Radzugkraftverläufe und infolge dessen auch diese Beschleunigungswerte. Würde man ein Fahrzeug mit weniger Leistung entsprechend kurz übersetzen(hohe Radzugkraft) liese sich serwohl die gleiche Beschleunigung wie bei einem leistungsstärkeren Fahrzeug erreichen um den Preis einer geringeren Endgeschwindigkeit. In der Praxis macht dies natürlich absolut keinen Sinn, hier wird jedes Fahrzeug so übersetzt, dass eine akzeptable Beschleunigung bei ausreichender Endgeschwindigkeit erreicht werden kann.
Zur Veranschaulichung zu deinem Beispiel: Fahrzeug A und B haben genau den gleichen Drehmomentverlauf, allerdings hat Fahrzeug A eine Maximaldrehzahl von 6000 rpm und Fahrzeug B von 8000 rpm. Daraus ergibt sich, dass Fahrzeug B ab 6000 rpm mehr Leistung entwickelt als Fahrzeug A. Werden die 100km/h ohne zu schalten z.B. genau bei 5500 rpm erreicht beschleunigen beide Fahrzeuge gleich schnell. Besitzt Fhzg. A jetzt ein durchgehendes hohes Dremonentplateau und B einen linearen Anstieg bis 5500rpm so Beschleunigt Fahrzeug A schneller als Fahrzeug B,trotz der Mehrleistung von B ab 6000rpm. Die Beschleunigung ist also nur vom (Rad)drehmoment abhängig, die Leistung wird benötigt um eine bestimmte Geschwindigkeit erreichen zu können und diese reicht bei A und B für 100km/h aus.
Grüße,
Mafde
Zitat:
Und sobald die Geschwindigkeit nicht 0 bleibt, ist letztendlich Leistung nötig, um die notwendige Kraft aufbringen zu können.
Stimmt.
Hallo mafde,
ein kleiner formaler Fehler:
Wenn Fahrzeug A und B unterschiedliche Maximaldrehzahlen haben, können sie keine gleichen Drehmomentverläufe haben!
Das geht nicht.
Du meinst sicher, dass die beiden Fz bis zur Grenzdrehzahl des Fz A(6000rpm) den gleichen Drehmomentverlauf haben. Das geht.
Fall 1:
Deine Folgerung daraus, wenn beide bis 5500 rpm (entsprechend 100km/h) beschleunigen, die Beschleunigung gleich ist stimmt auch.
Anmerkung:
dann unterscheidet sich die Leistung bis 100km/h aber auch nicht!
Fall 2:
Deine weitere Folgerung, dass Fz A schneller beschleunigt, als B, wenn es in dem relevanten Bereich ein durchschnittlich höheres Drehmoment hat als Fz B stimmt auch.
Anmerkung:
dann hat es in dem relevanten Bereich bis 5500 rpm auch mehr Leistung!
Das ist also alles richtig und es gibt sogar tonnenweise Testhefte, die deine Behauptungen, im Fall 2, belegen.
Was ist der Fall 2?
Der Fall 2 ist im Prinzip der klassische "Elastitzitätstest", wo der "Durchzug" in einem bestimmten Gang getestet wird.
Immer wieder gutes Beispiel dazu:
Der Unterschied zwischen Saug-Benziner und Turbo-Benziner im unteren Drehzahlbereich.
Wenn diese beiden Typen, bei ca gleicher Maximalleistung, ca gleicher Nenndrehzahl und ansonsten gleichem Auto aufeinandertreffen, kannst du exakt das Feststellen, was du behauptet hast.
Der Turbo hat im unteren Drehzahlbereich mehr durchschnitliches Drehmoment zur Verfügung und zieht dem Saugbenziner z.B. beim klassischen "60-100km/h im 4. Gang" Elastitzitätstest weg.
Die Elastitzitätswerte des Turbo sind also, trotz gleichem Drehzahlbereich, deutlich besser.
Ähnliches kann jeder beobachten, wenn man gleich starke Turbo-Diesel und Saugbenzinern vergleicht.
Das war also der sogenannte Elastitzitätstest!
Wir haben aber von der allgemeinen Beschleunigung gesprochen und das wäre beim Auto z.B. der Test von 0 auf 100km/h, wobei natürlich durchgeschaltet werden darf.
Hier unterscheiden sich der Saug-Benziner und der Turbo-Benziner i.d.R. nur noch minimal, wenn sie die gleiche Maximalleistung haben.
Schau dir dazu mal entsprechende Autohefte an, in den es Vergleichstests mit Beschleunigungswerten und Elastitzitätsmessungen, z.B. im höchsten Gang, gibt.
Mal theoretisch:
Wenn die Autos bei diesem Beschleunigungstest beide ein stufenloses Getriebe hätten, das in der Lage wäre, die Drehzahl immer genau bei der Nenndrehzahl zu halten, würden beide Autos exakt gleich beschleunigen.
Mit realen Getrieben geht das nicht (ganz), so dass meistens der Turbo die Nase minimal vorn hat.
Auch an meinen Anmerkungen zum Fall 1 und 2 kannst du sehen, dass Beschleunigung immer direkt mit der Leistung zu tun hat.
Sicherlich spielt bei der Beschleunigung auch die Getriebeabstufung eine Rolle, aber da heutige Autos, mit ihren üblichen 5- und 6.Gang-Getrieben, sich nicht wahnsinnig unterscheiden sind die Ergebnisse meistens ganz gut vergleichbar.
Gruß
navec
Ich gebe dir soweit in allen Punkten recht,
allerdings ist in den Prospekten auch immer nur die Nennleistung der Fahrzeuge angegeben, diese macht eben keine Aussage darüber wie sich die Leistung aufgrund! des Drehmomentverlaufes bis zur Nennleistung entwickelt. Daher fande ich die Aussage doch etwas pauschal, dass ein Fahrzeug mit mehr Nennleistung schneller auf 100km/h beschleunigt als eines mit weniger, denn dies ist ebend entscheidend von Drehmomentverlauf des Motors und Übersetzung abhängig.
Die Ursache, dass Turbo und Saugmotoren mit gleicher Leistung ähnlich schnell von 0 auf 100 beschleunigen liegt m.M. darin, dass die Turbos aufgrund ihres höheren Drehmomentes auch länger Übersetzt sind um ein meist etwas geringeres Drehzalspektrum auszugleichen. Mit 2-3mal Schalten bis 100km/h ergeben sich dann eben nur kleine Unterschiede. Bei der Elastizität sieht das dann wieder ganz anders, wie du ja auch beschrieben hast.
Grüße,
mafde
Hallo mafde,
@:"Daher fande ich die Aussage doch etwas pauschal, dass ein Fahrzeug mit mehr Nennleistung schneller auf 100km/h beschleunigt als eines mit weniger, denn dies ist ebend entscheidend von Drehmomentverlauf des Motors und Übersetzung abhängig".
Ist zwar pauschal, aber auch pauschal richtig.
Der Drehmomentverlauf ist bei der Beschleunigung von 0 auf 100km/h zwar nicht völlig unerheblich aber eben nicht so entscheidend.
Oder kannst du aus den Prospekten und Testberichten eine andere eindeutige Tendenz als
"mehr Nennleistung = mehr Beschleunigung von 0-100km/h"
erkennen?
Natürlich ist es etwas von der Übersetzung abhängig, aber die ist, wie schon vorher gesagt, bei üblichen Butter-und-Brot-Autos ziemlich ähnlich.
Genau vergleichen kann man leider nicht, da meistens mehrere Parameter (Getriebeabstufung, Gewicht usw.) unterschiedlich sind.
Das Beispiel Astra 1,3 CDTI zu Astra 1,4 hatte ich ja bereits gebracht.
Der 1,3 CDTI hat, im Gegensatz zum 1,4er, einen besseren Drehmomentverlauf und sogar ein 6-Gang-Getriebe, trotzdem ist er nicht in der Lage schneller zu beschleunigen und damit die ca 100kg Mindergewicht des 1,4ers zu kompensieren.
Bei einem Elastitzitätstest wird er aber auf jeden Fall besser sein.
Beim Vergleich 1,7CDTI 110PS mit dem 1,6er und 115PS gibt es ein sehr ähnliches Bild.
Die Elastitzität des 1,7 CDTI ist sogar besser als die des 1,8L mit 140 PS, aber in der Beschleunigung von 0 auf 100km/h hätte der CDTI auch gegen den relativ durchzugsschwachen 1,8l keine Chance.
Generell kann man sagen:
Je feiner das Getriebe abgestuft ist, desto geringer ist der Einfluß des Drehmomentverlaufs bei der Beschleunigung von 0 auf 100km/h.
Übrigens sind die Turbos nicht grundsätzlich länger übersetzt. Guck dir dazu mal den 1,6T an!
Gruß
navec
Zitat:
Original geschrieben von navec
Der 1,3 CDTI hat, im Gegensatz zum 1,4er, einen besseren Drehmomentverlauf und sogar ein 6-Gang-Getriebe, trotzdem ist er nicht in der Lage schneller zu beschleunigen und damit die ca 100kg Mindergewicht des 1,4ers zu kompensieren.
Bei einem Elastitzitätstest wird er aber auf jeden Fall besser sein.Beim Vergleich 1,7CDTI 110PS mit dem 1,6er und 115PS gibt es ein sehr ähnliches Bild.
Die Elastitzität des 1,7 CDTI ist sogar besser als die des 1,8L mit 140 PS, aber in der Beschleunigung von 0 auf 100km/h hätte der CDTI auch gegen den relativ durchzugsschwachen 1,8l keine Chance.Generell kann man sagen:
Je feiner das Getriebe abgestuft ist, desto geringer ist der Einfluß des Drehmomentverlaufs bei der Beschleunigung von 0 auf 100km/h.Übrigens sind die Turbos nicht grundsätzlich länger übersetzt. Guck dir dazu mal den 1,6T an!
Gruß
navec
Hallo navec
Genau beim dem Vergleich kommt ja zum Tragen, dass der Diesel eben ein viel kleineres nutzbares Drehzahlband hat, also muss dies zwangsläufig mit einer längeren Getriebeabstufung kompensiert werden, das Bild würde ganz anders aussehen, wenn der CDTI dieselbe Abstufung wie der 1,4er hätte, bei dem anderen Vergleich dasselbe Bild. So kann der Diesel sein hohes Drehmoment eben nicht in ein "viel" größeres Raddrehmoment umsetzen, was letztenendes für die Beschleunigung entscheidend ist. Allerdings müsste dann sehr oft geschaltet werden. In der Praxis wird ein Hersteller seine Fahrzeuge natürlich immer so übersetzen, das ein Leistungsplus auch zu 99% ein plus an Beschleunigung bietet, alles andere würde auch kein Kunde in Dtl. akzeptieren, gerad bei den so wichtigen Katalog und Testwerten der Zeitschriften.
Der 1.6T ist für seinen Drehmomentverlauf in den Gängen 1-3 relativ kurz übersetzt, da man für 100km/h schon in den 3.Gang schalten muss. Hätte man einen Sauger mit z.B. 2l Hubraum und ebenfalls 180PS sowie 200NM maximalem Drehmoment würde dieser wahrscheinlich eine ähnliche Übersetzung haben, da der 2l dann allerdings auch eine höhere Maximaldrehzahl haben müsste(um die 180PS zu erreichen) würde dieser die 100km/h eben schon im 2.Gang erreichen können. Hier wird dann das niedrigere Drehmoment eben mit einem größerem Drehzahlband und entsprechend hoher Radzugkraft ausgeglichen.
Gruß
mafde
Wir müssen ja nun mal von real existierenden Autos ausgehen!
Wenn der 1,3CDTI die gleiche Abstufung hätte, wie der 1,4er, würde er auch nur noch ca 130km/h Spitze laufen!
Damit wäre wohl ein paar Kunden nicht einverstanden, auch der EG-Verbrauch würde höher liegen.
Außerdem wäre es dann, um 100km/h zu erreichen, nötig, 5 der 6 Gänge voll auszufahren.
Allein der Zeitverlust wegen des häufigen Schaltens, würde dann dazu führen, dass der 1,3CDTI trotzdem nicht schneller beschleunigen kann, als der 1,4, der bis 100km/h nur 3 Gänge benötigt (und kein Turboloch hat)
Solche Betrachtungen bringen nicht weiter.
Reale Werte von realen Autos sind die, die du in Testzeitschriften und techn. Unterlagen sehen kannst und das spricht, in Bezug auf Beschleunigung im Verhältniss zur Leistung, eine eindeutige Sprache.
Gruß
navec