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Kurze Frage zum Drehmoment
Ich habe immer wieder gelesen, dass das Drehmoment verantwortlich für das Beschleunigungsgefühl sei.
Mir fällt aber auf, dass meine persönliche Beschleunigungswahrnehmung un Bereich der maximalen Leistung, und nicht auf dem Drehmomentmaximum am höchsten ist. Seit ich eine kleine Drehorgel fahre (Yamaha FZ6 mit 600ccm und 98PS) fällt mir das stark auf. Im Bereich der maximalen Leistung zieht mir die Beschleunigung die Ärme lang. Ich bin schon Maschinen mit wesentlich mehr Drehmoment (aber weniger Leistung) gefahren, die hatten in keinem Bereich der Drezhahl nicht annähernd so einen "Punch".
Ist die Verallgemeinerung - Drehmoment macht gefühlte (oder tatsächliche) Beschleunigung - also falsch?
Kurze, fachkundige Antwort reicht aus.
Beste Antwort im Thema
Du brauchst jetzt nicht mit dem Standard-Formelwerk um dich zu schlagen. Das ist Gefasele! (Was war da grad noch mit Totlabern?)
Warum ich wieder mit Übersetzungen komme? Die Frage kann nicht dein Ernst sein. Weil diese eben in der Praxis mit ausschlaggebender Faktor ist. Du konstruierst da völlig praxisfremde Szenarien mit extremsten Motorlayouts, wo gleiche Übersetzung niemals gegeben ist. Was soll dieses rumtheoretisieren an Phantasiegebilden?
Und deine Behauptungen sind daher wieder falsch. Die maximale Momentanbeschleunigung ist dann gegeben, wenn die Radzugkraft am größten ist. Und das ist in Realszenarien nicht durchgängig durch die Maximalleistung gegeben.
Deine Aussage im Posting von 23:03:36 Uhr ist unvollständig, um nicht zu sagen falsch, weil sie den dynamischen Verlauf des Drehmoment während der Beschleunigung und Getriebestufungen ignoriert. Näherungsweise gilt das grad noch so halbwegs für Fahrzeuge mit stufenlosen Getrieben, die bei Volllast in bestimmten Geschwindigkeit Geschwindigkeitsbereichen konstante Drehzahl und damit konstantes Motordrehmoment halten können. Unter diesen engen Voraussetzungen kann man die Differentialbetrachtung hochintegrieren. Aber das sind hierzulande nun mal eher Exoten.
Oder auf dein Formelwerk runter gebrochen: P und noch nicht mal F sind in praktischen Szenarien mit Schaltgetrieben und nichttrivialen Geschwindigkeitsänderungen konstant, sondern eine Funktion der Geschwindigkeit und der Übersetzung (aka Drehzahl).
Die Dinge werden dir vielleicht klarer , wenn du einfach a = F/m betrachtet in einem konstanten Gang, wo die max. Beschleunigung anliegt beim maximal Kraft (Drehmoment), wo das Drehmoment aber auch eine Funktion der Geschwindigkeit ist, weil der Motor das nun mal nicht linear liefert, schon gar nicht bei irgendwelchen realen oder hypothetischen Drehorgeln.
Deine Betrachtungsweise im letzten Post ist auf einer rein theoretischen Ebene korrekt, aber praktisch eben weitgehend irrelevant, weil es die angenommenen Szenarien so nicht gibt.
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36 Antworten
Zitat:
@juschi2 schrieb am 14. September 2015 um 22:51:45 Uhr:
Zitat:
@martins42 schrieb am 14. September 2015 um 22:36:10 Uhr:
Die Fragestellung ist doch schon falsch. Bei so unterschiedlichen Motoren haben die schlicht nicht dieselbe Übersetzung.
Und selbst das mal ignoriert, sind die Daten für ein Aussage völlig unzureichend, weil nur Informationen über genau eine Stelle der Drehmomentkurve gegeben sind, deren Verlauf darunter und darüber nicht gegeben ist.
Das einzige was man da sagen könnte, wäre, dass falls A - 50 Nm bei 15000 - um ein 3faches kürzer übersetzt wäre als B - beide aus der Geschwindigkeit bei der ihr max Drehmoment anliegt für einen Moment identisch beschleunigen.
Ich schreibe davon, dass beide Fahrzeuge für meine hypothetische Betrachtung die selbe Übersetzung haben und du ignorierst das und antwortest damit, dass sie die nicht haben und deswegen das kürzer übersetzte Fahrzeug sich vom länger übersetzen unterscheidet, in dem...
Was soll man auf so ein wirklichkeitsferne Fragestellung schon antworten? :rolleyes:
Aber bitte, kann ich mich nur Rüdiger anschliessen: Wenn die beiden Büchsen gleich lang übersetzt unterwegs sind, kommt die Drehorgel schlicht nicht aus dem Quark. Drittel des Raddrehmoments im Maximalfall. In der Praxis meist noch schlimmer, weil Hochdrehzahlmotoren zu spitzeren Drehmomentkurven neigen.
Zitat:
DU wolltest einen Einzeiler als Antwort!
Den hast Du von mir mit einer technisch einwandfreien Begründung erhalten.
Also was beschwerst Du Dich? Wenn Du die Antwort nicht ertragen kann, dann frage nicht.
Bei zwei hypothetischen Fahrzeugen, die abgesehen von der Motorcharakteristik baugleich sind und die selbe Nennleistung an der Getriebeausgangswelle haben, hat keines der beiden Fahrzeugen weder eine höhere maximale Beschleunigung, noch eine höhere Höchstgeschwindigkeit.
Das ist ein Satz.
Ist ein Satz, aber kein korrekter, oder zumindest kein vollständiger, weil er den betrachteten Bereich der Beschleunigung ignoriert.
Über die Getriebestufung kann eines der Fahrzeuge für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich beschleunigungsoptimiert werden, so dass eines der Fahrzeug trotz gleicher Nennleistung Vorteile hat.
Als ganz einfaches Beispiel: Extrem kurzer Anfahrtgang um aus dem Stand besonders druckvoll wegzukommen.
Zitat:
@martins42 schrieb am 14. September 2015 um 23:17:19 Uhr:
Ist ein Satz, aber kein korrekter, oder zumindest kein vollständiger weil er den betrachteten Bereich der Beschleunigung ignoriert.
Über die Getriebestufung kann eines der Fahrzeuge für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich beschleunigungsoptimiert werden, so dass eines der Fahrzeug trotz gleicher Nennleistung Vorteile hat.
Als ganz einfaches Beispiel: Extrem kurzer Anfahrtgang um aus dem Stand besonders druckvoll wegzukommen.
Warum kommst du immer wieder mit Übersetzungen? Ich habe dich eben schon auf die Ausgangsstellung hingewiesen und die Aufgabenstellung nochmals explizit beschrieben: Baugleiche Fahrzeuge mit der selben Übersetzung und selben Radumfang. Was muss ich noch sagen, dass du aufhörst, Übersetzungen einzubeziehen?
Die Frage war so einfach, dass sie mit maximal sieben Worten zu beantworten gewesen wäre: In diesem Fall zählt nur die Leistung.
Ein Fahrzeug hat zu einem gegebenen Zeitpunkt t = 0 die Geschwindigkeit v, dann ist seine kinetische Energie E0 = m/2*v².
Für den infinitesimal kurzen Zeitraum t wirkt die Beschleunigung a, sodass die kinetische Energie zu jenem Zeitpunkt E1=m/2*(v+a*t)² beträgt.
Der Energiezuwachs ist demnach delta_E=m/2*(2*v*a*t+(a*t)²).
Energiezuwachs durch verstrichene Zeit ist Leistung:
P=m/2*(2*v*a*t+a²*t²)/t = m/2*(2*v*a+a²*t)
Grenzwertbetrachtung für t gegen null ergibt:
P=m*a*v (hatten wir auch nicht anders erwartet: Geschwindigkeit mal beschleunigende Kraft).
Für jedes gegebene V ist also die momentane Beschleunigung dann am größten, wenn die größtmögliche Leistung anliegt.
Und da in meiner Ausgangsfrage beide Motoren die selbe Leistung und die selbe Übersetzung haben, haben beide Fahrzeuge die selbe maximale Beschleunigung.
Ob es sich dabei um Elektromotoren, Dampfturbinen oder Verbrennungsmotoren handelt, ist irrelevant.
Ich kannte die Antwort auf meine Frage also. Ich wollte testen, ob man mit dem Halbsatz "Kurze, fachkundige Antwort reicht aus" hier verhindern kann, dass auch die einfachste Frage in zig Beiträgen nicht nur nicht beantwortet, sondern tot gelabert wird.
Du brauchst jetzt nicht mit dem Standard-Formelwerk um dich zu schlagen. Das ist Gefasele! (Was war da grad noch mit Totlabern?)
Warum ich wieder mit Übersetzungen komme? Die Frage kann nicht dein Ernst sein. Weil diese eben in der Praxis mit ausschlaggebender Faktor ist. Du konstruierst da völlig praxisfremde Szenarien mit extremsten Motorlayouts, wo gleiche Übersetzung niemals gegeben ist. Was soll dieses rumtheoretisieren an Phantasiegebilden?
Und deine Behauptungen sind daher wieder falsch. Die maximale Momentanbeschleunigung ist dann gegeben, wenn die Radzugkraft am größten ist. Und das ist in Realszenarien nicht durchgängig durch die Maximalleistung gegeben.
Deine Aussage im Posting von 23:03:36 Uhr ist unvollständig, um nicht zu sagen falsch, weil sie den dynamischen Verlauf des Drehmoment während der Beschleunigung und Getriebestufungen ignoriert. Näherungsweise gilt das grad noch so halbwegs für Fahrzeuge mit stufenlosen Getrieben, die bei Volllast in bestimmten Geschwindigkeit Geschwindigkeitsbereichen konstante Drehzahl und damit konstantes Motordrehmoment halten können. Unter diesen engen Voraussetzungen kann man die Differentialbetrachtung hochintegrieren. Aber das sind hierzulande nun mal eher Exoten.
Oder auf dein Formelwerk runter gebrochen: P und noch nicht mal F sind in praktischen Szenarien mit Schaltgetrieben und nichttrivialen Geschwindigkeitsänderungen konstant, sondern eine Funktion der Geschwindigkeit und der Übersetzung (aka Drehzahl).
Die Dinge werden dir vielleicht klarer , wenn du einfach a = F/m betrachtet in einem konstanten Gang, wo die max. Beschleunigung anliegt beim maximal Kraft (Drehmoment), wo das Drehmoment aber auch eine Funktion der Geschwindigkeit ist, weil der Motor das nun mal nicht linear liefert, schon gar nicht bei irgendwelchen realen oder hypothetischen Drehorgeln.
Deine Betrachtungsweise im letzten Post ist auf einer rein theoretischen Ebene korrekt, aber praktisch eben weitgehend irrelevant, weil es die angenommenen Szenarien so nicht gibt.
Kurze Antwort, es ist nicht nur das Drehmoment verantwortlich sondern auch die Leistung. Da beides in Zusammenhang steht kann man die Beschleunigung nicht an der Leistung oder am Drehmoment festmachen.
Einfach gesagt ohne Drehmoment keine Leistung und ohne Leistung keine Beschleunigung.
MfG
Mike
Zitat:
@juschi2 schrieb am 14. September 2015 um 20:45:12 Uhr:
Ich habe immer wieder gelesen, dass das Drehmoment verantwortlich für das Beschleunigungsgefühl sei.
…
Die maximale Beschleunigung ist immer nur kurzzeitig, weil dann der Begrenzer kommt oder die Drehmomentkurve stark abfällt.
Das maximale Beschleunigungsgefühl tritt eher dann auf, wenn die Beschleunigung insgesamt kleiner ist, aber lange dauert, und das ist bei höherem Drehmoment und ab niedrigerer Drehzahl der Fall, weil dann einfach mehr Zeit bis zum Gangwechsel zur Verfügung steht.
Na lustig, jetzt machen schon die Leute den Thread kompliziert die noch im Doppelkupplungssthread sich amüsiert haben. Mit Leistung hat die Sache jetzt nun mal garnix zu tun. Eigentlich reicht auch die Betrachtung des Verlaufes des max. Drehmoments. Allerdings kann es den Sonderfall geben, dass bei einem flachen Drehmomenverlauf mit hoher Spitze bei hoher Drehzahl dieses Gefühl nahe der maximalen Leistung liegt. Laut techn. Daten 10.000 zu 11500/12000. Zitat von motorradonline.de:
Zitat:
Die maue Leistungsentfaltung der FZ6 enttäuscht, speziell bei mittleren Drehzahlen. Verdammt flach verläuft ihre Drehmomentkurve, viel zu spät für entspannten Landstraßenbetrieb ...
Also dient dieses Motorrad als schlechtes Beispiel für die Fragestellung! Ein Blick in das Radzugkraftdiagramm hätte aber tatsächlich das Rätsel lösen können.
Wobei der Autor dieser Rezension der FZ6 mit seiner Wortwahl auch nicht sehr geschickt war. Gegen eine flache Drehmomentkurve ist für Landstraßenbetrieb ja gar nichts einzuwenden. Er meinte wohl eher, dass sie über weitere Bereiche zu niedrig ist.
Ich wollte eigentlich die Finger still halten, aber nachdem martins42 indirekt seinen Segen zu diesem Meisterwerk der Mechanik gegeben hat, möchte ich doch widersprechen, sonst glaubt das noch jemand.
Zitat:
@juschi2 schrieb am 14. September 2015 um 23:54:58 Uhr:
P=m*a*v (hatten wir auch nicht anders erwartet: Geschwindigkeit mal beschleunigende Kraft).
Für jedes gegebene V ist also die momentane Beschleunigung dann am größten, wenn die größtmögliche Leistung anliegt.
Ich vermute, auf die Gleichung und die Schlussfolgerung bezog sich martins42, die sind nämlich richtig
Zitat:
Und da in meiner Ausgangsfrage beide Motoren die selbe Leistung und die selbe Übersetzung haben, haben beide Fahrzeuge die selbe maximale Beschleunigung.
Das ist doch ziemlich offensichtlich falsch: in deiner Gleichung steckt doch noch die Geschwindigkeit drin:
a = m*P/v
Die Beschleunigung ist maximal, wenn der Quotient Leistung/Geschwindigkeit maximal ist!
So, was war noch mal das Drehmoment? Und wie ist der Zusammenhang zwischen Drehmoment und Leistung? ;-)
Zitat:
Ob es sich dabei um Elektromotoren, Dampfturbinen oder Verbrennungsmotoren handelt, ist irrelevant.
Zitat:
Ich kannte die Antwort auf meine Frage also.
Nur leider die falsche. Richtig lautet es:
Die maximale Beschleunigung erreicht ein Fahrzeug, wenn das Raddrehmoment maximal ist. Bei gegebener Übersetzung ist das die Geschwindigkeit, bei der der Motor sein maximales Drehmoment erreicht.
Bei gleicher Fahrzeugmasse, gleicher Übersetzung und gleichem Radumfang hat das Fahrzeug mit dem größeren maximalen Drehmoment eine größere maximale Beschleunigung.
Bei gleicher Drehzahl hat der Motor mit dem größeren Drehmoment die größere Leistung.
Wo habe ich bitte irgendwas meinen "Segen gegeben"??
Und wo sagen deine Ausführen jetzt was anderes, als das was ich zum Besten gegeben habe. Wie ich sagte: Das Formelwerk ist nur theoretisch richtig. Weil es die Variabilität von P ignoriert, welches abhängig von Drehzahl und Drehmoment ist. Letzteres wiederum abhängig von der Drehzahl und alles gesamtheitlich deswegen bei gegebener Übersetzung von der Geschwindigkeit abhängig. Weswegen die differentielle Betrachtung nur formal korrekt ist, zu keinem validen Ergebnis führt für praktische Szenarien.
Was bei einer bestimmten Farhrgeschwindigkeit an Drehmoment bzw. Antriebskraft an den Rädern ankommt hängt von der Motorleistnug bei der jeweiligen Motordrehzahl ab.
Bei konstanter Übersetzung und sich ändernder Geschwindigkeit, also in einem bstimmten Gang, ist der Verlauf der Drehmomentkurve am Rad equivalent dem Verlauf des Motordrehmoments.
Im folgenden Text auf Seite 12 habe ich versucht die Zusammenhänge möglichst anschaulich darzstellen: http://www.dmot.at/drle.pdf
Zitat:
@martins42 schrieb am 14. September 2015 um 23:17:19 Uhr:
Über die Getriebestufung kann eines der Fahrzeuge für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich beschleunigungsoptimiert werden, so dass eines der Fahrzeug trotz gleicher Nennleistung Vorteile hat.
Als ganz einfaches Beispiel: Extrem kurzer Anfahrtgang um aus dem Stand besonders druckvoll wegzukommen.
Ein extrem kurzer Anfahrgang verschlechtert i.d.R. die Anfahrbeschleunigung!
Grund: nicht nur das Fahrzeug muss beschleunigt werden, sondern auch die rotierende Trägheit "Motor+Kupplung". Die Anfahrbeschleunigung erreicht bei einer definierten Übersetzung ein Maximum.
Betrifft im Wesentlichen nur den ersten Gang bzw. Crawlergänge u.dgl.
In höheren Gängen hingegen zählt in guter Näherung tatsächlich nur die (momentane) Motorleistung...
Zitat:
@juschi2 schrieb am 14. September 2015 um 22:13:34 Uhr:
Zwei baugleiche Motorräder, selbe Übersetzung. Nur die Motoren unterscheiden sich. Beide Motoren wiegen das Selbe und leisten an der Getriebeausgangswelle die selbe Nennleistung.
Der eine Motor hat 50 Nm bei 15.000 U/min, der andere 150 Nm bei 5000 U/Min.
Welcher Motor verursacht eine stärkere maximale Beschleunigung?
Unter den von Dir gemachten Annahmen hat der Motor mit dem höheren Drehmoment auch die höhere punktuelle Beschleunigung. Diese liegt dann in jedem Gang am Punkt des maximalen Drehmomentes an. Trotzdem kann das Motorrad aber am Nennleistungspunkt besser beschleunigen wenn ein passender Gang mit kürzerer Übersetzung bereitsteht. Die kürzere Übersetzung überkompensiert dann den Verlust an Drehmoment. Sprich: Raddrehmoment ist im 3. Gang am Nennleistungspunkt höher als im 5. Gang am Drehmomentmaximum des Motors.
Daß Du das maximale Beschleunigungsgefühl bei Deiner "Drehorgel" in der Nähe des Nennleistungspunktes hast, erklärt sich wie folgt:
1) Bei diesen Motoren kommt es häufig vor, daß das Drehmomentmaximum und das Leistungsmaximum sehr eng beisammen liegen.
2) Die Geräuschkulisse spielt erheblich mit beim subjektiven Beschleunigungsempfinden. Je lauter desto hui ;)
Gruss
Jürgen
Zitat:
@sigma_H schrieb am 15. September 2015 um 23:09:15 Uhr:
Ein extrem kurzer Anfahrgang verschlechtert i.d.R. die Anfahrbeschleunigung!
Grund: nicht nur das Fahrzeug muss beschleunigt werden, sondern auch die rotierende Trägheit "Motor+Kupplung". Die Anfahrbeschleunigung erreicht bei einer definierten Übersetzung ein Maximum.
Richitg. Das merkt man besonders bei Dieseln mit Handschaltgetriebe. Die sind in den unteren Gängen relativ kurz übersetzt damit das Turboloch nicht zu sehr zuschlägt und haben gleichzeitig ein eher bescheidenes Drehvermögen. Der erste Gang des Opel Astra 1.9 CDTI meines Schwiegervaters taugt in der Tat nur dazu, das Auto ins Rollen zu bringen.
Da kommt ja noch ein weiterer Aspekt dazu. Gerade aufgeladene Motoren brauchen erstaunlich lange, bis sie stationär laufen - also bis sie den Ladedruck so weit aufgebaut haben daß tatsächlich das volle Drehmoment anliegt. Da gab es einen Bericht in der MTZ drüber am Beispiel des VW 1.4 TSI.
Zitat:
"Bild 5 zeigt den gemessenen instationären Drehmomentaufbau für eine auf dem Motorprüfstand simulierte Drehzahlrampe, die etwa einer Volllastbeschleunigung in der dritten Gangstufe entspricht. Beim reinen ATL-Motor ohne Kompressorunterstützung wird nach zirka 0,5 s der Sauger-Volllastpunkt erreicht. Der Zielwert des Drehmoments (100 %) stellt sich erst nach zirka 4,8 s ein."
Gruss
Jürgen