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Leistung und Drehmoment
Hi,
ich will kurz mal was wissen:
Smart 451 71PS 92NM
VW Fox 54PS 108NM
Wie kommt es dazu, oder woran liegt es, dass ein Smart mehr Leistung, aber weniger Drehmoment hat und ein Fox weniger Leistung, aber mehr Drehmoment?
Bin da nicht wirklich begabt daher wollte ich das hier mal fragen 
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15 Antworten
Leistung ist das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl...
Hallo!
Sehr interessante Fragen, welche du stellst! Als erste Antwort ohne Anspruch auf Allgemeingültigkeit würde ich sagen, dass es von folgenden Faktoren abhängt:
Hubraum
Abgasgegendruck (Abgasnorm)
Verhältnis Bohrung zu Hub
Gemischaufbereitung (Saugrohreinspritzung, Direkteinspritzung)
Zylinderfüllung
Mittlerer Verbrennungsdruck
Mögliche Aufladung
Diesel- oder Benzinmotor
Innermotorisches Design: Nockenwelle, Anzahl an Ventilen, Nockenwellenverstellung, Drehzahllimit
Da wird sicherlich noch einiges ergängt werden!
Was am Ende tatsächlich durch das Getriebe und Differential an den Rädern ankommt, ist eine andere Geschichte.
Grundsätzlich gilt aber: Drehmoment mal Drehzahl ergibt Leistung.
Okay sehr ausführliche Antwort 
Also gibt es einige Ursachen die dazu führen, dass das so ist wie es ist
Zitat:
@Foxy09 schrieb am 9. Januar 2021 um 14:32:17 Uhr:
Hi,
ich will kurz mal was wissen:
Smart 451 71PS 92NM
VW Fox 54PS 108NM
Wie kommt es dazu, oder woran liegt es, dass ein Smart mehr Leistung, aber weniger Drehmoment hat und ein Fox weniger Leistung, aber mehr Drehmoment?
Bin da nicht wirklich begabt daher wollte ich das hier mal fragen
Max. Drehmoment/Leistung sind zwei technische Daten eines Motors, der vom Hersteller entsprechend ausgelegt wurde (die sind nicht 'gottgegeben').
Das maximale Drehmoment liegt i. d. R. bei mittlerer Drehzahl an, die maximale Leistung bei Nenndrehzahl (also bei sehr hoher Drehzahl).
D. h.: es sind zwei unterschiedliche Punkte auf der Motor-Volllastlinie. Und die können demzufolge auch vom Hersteller unterschiedlich aus- oder festgelegt sein.
Beim maximalen Drehmoment ist der Mitteldruck im Zylinder am höchsten (Bauteilfestigkeit), bei Nenndrehzahl (max. Leistung) sind die Motordrehzahlen sehr hoch -> hohe Fliehkräfte -> hohe Bauteilbeanspruchung, aber etwas andere.
Auch ist es oftmals so, dass Volllastlinien durch das Motorsteuergerät 'angepasst' werden, um die Fahrbarkeit zu verbessern.
Es gibt also eine Vielzahl von möglichen Ursachen.
Bei neueren Motoren kann man aber sagen: Der Hersteller wollte es so (wie gesagt, die Volllastlinie kann man in gewissen Grenzen einstellen). Wobei natürlich die physikalischen Grenzen nicht/wenig überschritten werden können (Bauteilfestigkeit, thermische Festigkeit, Massendurchsätze, etc.)
VG
Ganz grundsätzlich ist zu sagen dass maximales Drehmoment und maximale Leistung bei einer anderen Motordrehzahl auftreten.
Das maximale Drehmoment tritt im unteren bis mittleren Drehzahlbereich auf, die maximale Leistung im oberen Drehzahlbereich.
Zwischen den beiden Maximalwerten besteht also kein direkter Zusammenhang.
Turbomotoren haben im Verhältnis zur maximalen Leistung ein wesentlich höheres Drehmoment als Saugmotoren.
Dieselmotoren haben bei gleicher Leistung ein wesentlich höheres Drehmoment als Benzinmotoren. Das müssen sie auch haben da Dieselmotoren mit niedriger Drehzahl fahren.
Die Leistung ergibt sich aus Drehmoment und Drehzahl, bei niedrigerer (Nenn)Drehzahl braucht man daher mehr Drehmoment für die gleiche Leistung.
Die Nenndrehzahl ist die Drehzahl mit maximaler Leistung.
Im folgenden Link habe ich diese Zusammenhänge beschrieben, wenngleich es hier in erster Linie um den Vergleich zwischen Benzin- und Dieselmotoren geht:
Zitat:
physikalischen Grenzen nicht/wenig überschritten werden können.
VG
Physikalische Grenzen werden in dem Fall noch nicht mal angenähert weil Bauteile mit gewissen Sicherheit gebaut werden.
Zitat:
@alexis07 schrieb am 11. Januar 2021 um 08:51:19 Uhr:
Zitat:
physikalischen Grenzen nicht/wenig überschritten werden können.
VG
Physikalische Grenzen werden in dem Fall noch nicht mal angenähert weil Bauteile mit gewissen Sicherheit gebaut werden.
und warum? Weil die Einspritzmengen vom Hersteller so angepasst werden (also so, wie ich es geschrieben habe). Woraus dann wiederum folgt, dass Md_max eine Einstellungssache des Herstellers ist.
Zitat:
@christian_2 schrieb am 11. Januar 2021 um 09:47:30 Uhr:
Zitat:
@alexis07 schrieb am 11. Januar 2021 um 08:51:19 Uhr:
Physikalische Grenzen werden in dem Fall noch nicht mal angenähert weil Bauteile mit gewissen Sicherheit gebaut werden.
und warum? Weil die Einspritzmengen vom Hersteller so angepasst werden (also so, wie ich es geschrieben habe). Woraus dann wiederum folgt, dass Md_max eine Einstellungssache des Herstellers ist.
Warum? Ganz einfach, wenn ein bauteil bei Druck X bricht dann wird das Bauteil entweder dem Druck X/2 ausgesetzt oder wenn Druck X erreicht werden muss, das Bauteil doppelt so stark konzipiert. Das ist natürlich sehr abstrakt gesagt. Es gibt Bauteile, da ist 5 oder 10fache Sicherheit vorgeschrieben.
218 ps bei bmw gibt es unabhängig vom Motor seit den 90ger... egal ob der m60b30 oder m57d30, n52b25, n53b30, n20b20 n47d20 etc.
Sie bauen einen Motor, und dann wird dieser so abgestimmt dass er die Leistung bringt obwohl der Motor viel mehr könnte(früher schon, heute sind die grenzwertig ausgelegt).
nachdem bereits der technische Hintergrund erklärt wurde, möchte ich noch die praktische Schlussfolgerung für Deinen Fall ergänzen.
Der Smart hat den kleineren Motor. Er erreicht sein recht geringes Drehmoment (das ist die Kraft mit der der Motor an den Rädern zerrt) bei einer relativ hohen Drehzahl (4500 U/min). Drehen kann man ihn bis 5800 U/min, wo er seine max. Leistung (71 PS) erreicht. Das heißt - beim Anfahren wird er vergleichsweise schwach sein - Es tut sich erst richtig was bei hohen Drehzahlen- ist also eine Art "Kreischsäge.
Der Fox, hat seine max. Kraft bereits bei 3000 U/min. Die max. Drehzahl liegt bei 4750 U/min. D.h. dieser Motor hat bereits bei geringen Drehzahlen spürbar Kraft. Bei hohen Drehzahlen tut sich allerdings nicht viel. Diese Charakteristik eignet sich für einen gemütlichen Cruiser-Fahrstil.
Noch genauer könntest Du die Motorcharakteristiken ableiten, wenn Du die Drehmoment- und Leistungskurven betrachten würdest.
Gruss
Zitat:
@Foxy09 schrieb am 09. Jan. 2021 um 14:32:17 Uhr:
Wie kommt es dazu, oder woran liegt es, dass ein Smart mehr Leistung, aber weniger Drehmoment hat und ein Fox weniger Leistung, aber mehr Drehmoment?
Ganz einfach, weil das eine mit dem anderen nur bedingt zu tun hat.
Die Leistung sagt nur etwas darüber aus, wieviel Arbeit du in einem Zeitintervall verrichten kannst, während das Drehmoment nur etwas darüber aussagt, wieviel Arbeit du pro Arbeitsschritt verrichtest.
Bildlich kann man sich das mit zwei Läufern vorstellen.
Der eine macht kleine aber schnelle Schritte, während der andere große aber langsame Schritte macht.
Trotzdem erreichen beide die gleiche Geschwindigkeit.
Zitat:
@S80_Fahrer schrieb am 11. Jan. 2021 um 12:46:29 Uhr:
Das heißt - beim Anfahren wird er vergleichsweise schwach sein - Es tut sich erst richtig was bei hohen Drehzahlen- ist also eine Art "Kreischsäge.
Das Fahrzeug dürfte beim Anfahren ähnlich nah an der Zugkraftgrenze sein, wie vergleichbare Fahrzeuge auch, von daher tut sich beim Anfahren wohl ähnlich viel.
Klar ist natürlich, dass für die gleiche Zugkraft unter ~4200 U/ min leicht höhere Drehzahlen notwendig sind, als bei dem genannten Fox.
Der Witz dabei:
Bei 4500 U/ min liefert der Smart schon mehr Leistung als der Fox an Nennleistung bei 4750 U/ min erreicht, weil er bei dieser Drehzahl schon gut 10 % mehr Drehmoment liefert als der Fox.
Der Umschlagpunkt liegt vermutlich bei ca. 4200 U/ min.
Die "Kreischsäge" ist in dem Fall damit wohl eher der Fox, weil er im oberen Drehzahlbereich länger braucht, um noch zu beschleunigen, während der Smart vergleichweise leichtfüßig in Richtung Begrenzer geht.
Zur ursprünglichen Frage des Threadstarters: Man kann auch zwei identische Motore in einem gewissen Rahmen unterschiedlich abstimmen. Bei dem einen Motor lege ich mehr Wert auf das Drehmoment im unteren Drehzahlbereich, in dem man unter anderem seine Leistungsspitze kappt, beim Anderen eher auf die Spitzenleistung bei höheren Drehzahlen. Das ist, bedingt durch die modernen Steuergeräte heute kein Problem, früher war das deutlich schwieriger...
Das ist nicht nur eine Sache der Steuergeräte und der Einspritzmenge.... herr je. Zur Charakteristik eines Verbrenners gehören auch noch Brennraumform, Verdichtung, Bohrung/Hub-Verhältnis, Steuerzeiten, Gestaltung der Saugrohre und der Abgasanlage... also ganz so einfach ist das nicht.
Zitat:
@SpyderRyder schrieb am 12. Jan. 2021 um 13:20:56 Uhr:
Zur Charakteristik eines Verbrenners gehören auch noch Brennraumform, Verdichtung, Bohrung/Hub-Verhältnis, Steuerzeiten, Gestaltung der Saugrohre und der Abgasanlage... also ganz so einfach ist das nicht.
Bei identischen Motoren (wie im vorherigen Beitrag vorausgesetzt) sehe ich da jetzt nicht wirklich ein Problem.
Die Variante über das Steuergerät kommt dabei der Steuerung über das Pedal gleich. Wer weniger Luft oder Strom in den Motor lässt, bekommt damit bei gleicher Drehzahl ganz automatisch weniger Leistung.
FWebe , Du hast mich richtig verstanden, denn ich schrieb eindeutig: Identische Motoren. Danke für Deine Klarstellung
Der gute SpyderRyder offenbar nicht... Sinnerfassendes Lesen ist halt leider nicht jedermanns Sache...