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Motoren/Getriebe

Themenstarteram 8. Mai 2015 um 23:42

Hallo zusammen,

ich habe hier eine Frage, die mir seit Wochen nicht aus dem Kopf gehen. Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Der Themenbereich sind Motordrehzahl/Getriebedrehzahl Drehmoment etc..

Geschwindigkeit = v.

Was diese im einzelnen bedeuten, weis ich. Aber im Zusammenhang habe ich große Schwierigkeiten.

Wie Ihr alle wisst, entsteht durch die Explosion im Zylinder bzw. am Kolben eine Volumenänderungsarbeit, welches über das Pleuel, auf die Kurbelwelle übertragen wird!

Dadurch dreht sich diese sich ja die Kurbelwelle mit einer bestimmten v. Was ich jetzt nicht verstehe ist folgendes:

1. Das Getriebe wandelt ja die Drehzahl je nach Gang um. Es ist ja logisch zu behaupten, dass wenn Fahrzeuge schnell fahren, dass auch die Radv. (bzw. die Umfangsv.) sich erhöht. ABER wenn ich in schnell fahren möchte, muss ich ja zwangsläufig hoch schalten! Das Problem hierbei, wenn ich den nächst höheren Gang einlege, wird ja die Drehzahl, aufgrund des größeren Zahnrads im höheren Gangs, größer. Richtig? Zumindest so ist es beim Fahrrad! Das wäre die erste Frage, ob dieser Gedankengang richtig ist!

2. Weiteres Problem: Man spricht ja davon im ersten Gang braucht man weniger Kraft, als wenn man im hohen Gang fährt, wie beim Fahrrad eben auch! Denn im ersten Gang ist es ja einfach zu treten! Inwiefern ändert das Getriebe dies? Gemeint ist die Umwandlung von leicht in schwer. Konkret gemeint ist hier das Drehmoment. Klar weis ich, Kraft mal Hebelarm = Drehmoment, aber wie kann ich mir das vorstellen bei 2 Zahnrädern? Im Zylinder kann ich mir das vorstellen, Druck auf die Kolbenfläche ergibt die Kraft und diese wird über das Pleuel in rotatorische Energie umgewandelt. Aber wie geschieht die Drehmoment Änderung im Getriebe?

3. Alltagsbeispiel, woran ich merke, dass ich noch Lücken im Verständnis besitze: Ich zünde das Fahrzeug, Leerlauf, ich tippe aufs Gaspedal und der Motor heult auf. bei sagen wir 3000 Umdrehungen. Ich lege den ersten Gang ein und fahre los und bei 3000 Umdrehungen, weil der Motor heult, schalte ich in den 2. Gang. Warum heult jetzt der Motor nicht mehr? Woher kommt dieses Geräusch wenn der Motor hochdreht? Sind es die Kolben im Zylinder die sich schnell hoch und runter bewegen? Das Problem, welches ich habe ist: Wenn ich in den 2. Gang schalte, dann ändert sich ja meine Motordrehzahl ja nicht oder? Wieso macht der Motor dann im 2. Gang sagen wir 50 Km/h mehr Geräusche als 50km/h im 3. Gang? Kommt dieses Geräusch vom Motorblock oder vom Getriebe? Ich will den Zusammenhang von Motordrehzahl, wie sich dieser verhält, und dem Getriebe verstehen!

Ich weis, dass es anspruchsvolle Fragen sind und sicherlich nicht leicht zu erklären. Als Thermodynamiker im Bereich Verbrennungsmotoren kenne ich mich lediglich im Bereich DVA, BV.. und nicht in den Getriebe technischen Fragestellungen. Würde mich aber sehr weiterhelfen!

Danke euch allen im Voraus für eure Mühe!

Gruß

LG

Beste Antwort im Thema

Zitat:

1. Das Getriebe wandelt ja die Drehzahl je nach Gang um. Es ist ja logisch zu behaupten, dass wenn Fahrzeuge schnell fahren, dass auch die Radv. (bzw. die Umfangsv.) sich erhöht. ABER wenn ich in schnell fahren möchte, muss ich ja zwangsläufig hoch schalten! Das Problem hierbei, wenn ich den nächst höheren Gang einlege, wird ja die Drehzahl, aufgrund des größeren Zahnrads im höheren Gangs, größer. Richtig? Zumindest so ist es beim Fahrrad! Das wäre die erste Frage, ob dieser Gedankengang richtig ist!

Nicht ganz. Du darfst das Wort Drehzahl nicht ohne Zustatz verwenden, welche Drehzahl denn gemeint ist. Es gibt eine Motordrehzahl (das ist die Drehzahl der Kurbelwelle), und es gibt eine Drehzahl des Getriebeabtriebs, dahinter gibt es eine Achsübersetzung, und dahinter eine Drehzahl der Antriebswelle, die auch die Drehzahl des Rades ist.

 

Und du darfst nicht sagen "höherer Gang = größeres Zahnrad". Sondern ein Gang ist immer eine Zahnradpaarung, also mindestens zwei Zahnräder (manchmal auch mehr). Was du sagen kannst: größerer Gang => längere Übersetzung.

Also z.B.

1. Gang 4:1 z.B. als Antrieb: 25 Zähne, Abtrieb: 100 Zähne

2. Gang 3:1 z.B. als Antrieb 30 Zähne: Abtrieb: 90 Zähne

3. Gang 2:1 z.B. als Antrieb 40 Zähne, Abtrieb: 80 Zähne

4. Gang 1,5:1, z.B. als Antrieb 50 Zähne, Abtrieb 75 Zähne

5. Gang 1:1, z.B. als Antrieb 60 Zähne, Abtrieb 60 Zähne

Achsübersetzung: 4:1, z.B. als Antrieb 18 Zähne, Abtrieb: 72 Zähne

Wenn ich also mal die Begrifflichkeiten korrigiere und ein paar Beispiele einbaue, sieht das so richtig aus:

Das Getriebe wandelt Drehzahl und Drehmoment der Kurbelwelle des Motors (also Motordrehzahl und Motordrehmonent) je nach eingelegtem Gang in eine Drehzahl und ein Drehmoment an der Getriebeabtriebswelle um. Dahinter wandelt dann die Achsübersetzung das Drehzahl und Drehmoment an der Getriebeabtriebswelle in die Drehzahl und Drehmoment an der Antriebswelle. Diese entsprechen Drehzahl und Drehmoment am Rad.

Wenn Fahrzeuge schnell fahren, erhöht sich auch die Drehzahl der Räder. ABER wenn man schnell fahren möchte, muss man in der Regel hoch schalten. Wenn man den nächst höheren Gang einlegt, wird die Übersetzung länger (z.B. 3. Gang: 8:1 auf 4. Gang 6:1 als sich ergebende Gesamtübersetzung ). So ist es auch beim Fahrrad, egal ob man vorn oder hinten schaltet.

Gesamt sieht das also so aus, wenn man z.B. bei 100 km/h vom 3. Gang in den 4. Gang schaltet:

3. Gang, Tempo 100 km/h Konstantgeschwindigkeit

Kurbelwelle des Motors: 6000 RPM 24 Nm (also nur relativ wenig Gas gegeben)

Getriebeabtrieb: 3000 RPM (wegen 2:1), 48 Nm (wegen 2:1)

Antriebswelle: 750 RPM (wegen 4:1 Achsübersetzung), 192 Nm (wegen 4:1 Achsübersetzung)

angetriebenes Rad: das gleiche wie Antriebswelle

beim Wechsel in den 4. Gang, gleiches Tempo 100 km/h

Kurbelwelle des Motors: 4500 RPM 32 Nm (Motordrehzahl sinkt, das nötige Motordrehmoment erhöht sich aber)

Getriebeabtrieb: 3000 RPM (wegen 1,5:1), 48 Nm (wegen 1,5:1)

Antriebswelle: 750 RPM (wegen 4:1 Achsübersetzung), 192 Nm (wegen 4:1 Achsübersetzung)

angetriebenes Rad: das gleiche wie Antriebswelle

Am Rad: 750 RPM sind ca. 12 Umdrehungen pro Sekunde. Mal 2m Radumfang sind das ca. 24 m/s. Mal 3,6 sind das knapp 100 km/h.

Am Rad: in beiden Fällen die gleichen Werte logisch (bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit). Gibt man jetzt mehr Gas, gehen Motordrehzahl und Raddrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit weiter rauf, gegen die Fahrwiderstände. Und man fährt schneller, solange der Motor mehr Leistung hat als für die Überwindung der Fahrwiderstände draufgeht.

Zitat:

2. Weiteres Problem: Man spricht ja davon im ersten Gang braucht man weniger Kraft, als wenn man im hohen Gang fährt, wie beim Fahrrad eben auch! Denn im ersten Gang ist es ja einfach zu treten! Inwiefern ändert das Getriebe dies? Gemeint ist die Umwandlung von leicht in schwer. Konkret gemeint ist hier das Drehmoment. Klar weis ich, Kraft mal Hebelarm = Drehmoment, aber wie kann ich mir das vorstellen bei 2 Zahnrädern? Im Zylinder kann ich mir das vorstellen, Druck auf die Kolbenfläche ergibt die Kraft und diese wird über das Pleuel in rotatorische Energie umgewandelt. Aber wie geschieht die Drehmoment Änderung im Getriebe?

Einfach über eine Zahnradpaarung: ein kleineres Zahnrad, treibt ein größeres an. Dadurch ändern sich automatisch Drehzahl und Drehmoment entsprechend der Übersetzung. Siehe die Beispiele oben. Die kleinen Reibungsverluste, die bei jeder Zahnradpaarung und in jeder Wellenlagerung auftreten, habe ich dabei vernächlässigt.

 

Zitat:

3. Alltagsbeispiel, woran ich merke, dass ich noch Lücken im Verständnis besitze: Ich zünde das Fahrzeug,

Nenn das mal lieber: Ich starte den Verbrennungmotor des Fahrzeugs

Zitat:

Leerlauf, ich tippe aufs Gaspedal und der Motor heult auf. bei sagen wir 3000 Umdrehungen. Ich lege den ersten Gang ein und fahre los und bei 3000 Umdrehungen, weil der Motor heult, schalte ich in den 2. Gang. Warum heult jetzt der Motor nicht mehr?

Weil durch das Hochschalten die Drehzahl der Kurbelwelle sinkt. Siehe das Beispiel oben. Und wenn sich die Kurbelwelle langsamer dreht, gibt es entsprechend weniger Verbrennungen pro Zeit in den Zylindern.

Zitat:

Woher kommt dieses Geräusch wenn der Motor hochdreht? Sind es die Kolben im Zylinder die sich schnell hoch und runter bewegen?

Hauptsächlich kommt das Geräusch von den vielen Verbrennungen im Zylinder pro Zeit wenn der Motor hochdreht. Diese erzeugen Gaswechsel (Frischluft rein, Abgas raus), was Geräusche am Auspuff (trotz der Schalldämpfer, die da drin sind, und die die Luftschwingungen dämpfen sollen) bringt. Und die Verbrennungen in den Zylindern erzeugen Vibrationen. Es gibt auch Geräusche des Ventiltriebs (Ventile öffnen und schließen) und der Lager (z.B. Kurbelwelllager, Nockenwellenlager, Lichtmaschine).

Zitat:

Das Problem, welches ich habe ist: Wenn ich in den 2. Gang schalte, dann ändert sich ja meine Motordrehzahl ja nicht oder? Wieso macht der Motor dann im 2. Gang sagen wir 50 Km/h mehr Geräusche als 50km/h im 3. Gang? Kommt dieses Geräusch vom Motorblock oder vom Getriebe? Ich will den Zusammenhang von Motordrehzahl, wie sich dieser verhält, und dem Getriebe verstehen!

Kann man auch als Zahlenbeispiel machen.

1. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 6400 RPM, 7,5 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

2. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 4800 RPM, 10 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

 

3. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 3200 RPM, 15 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

4. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 2400 RPM, 20 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

5. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 1600 RPM, 30 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

(Oh, mein Beispielgetriebe war sehr kurz übersetzt, merke ich gerade.)

Doch, die Motordrehzahl ändert sich, wenn man den Gang ändert. Das ist der wesentliche Aspekt, den du bisher nicht verstanden hast. Hat dein (altes, günstiges?) Auto keine Anzeige der Motordrehzahl? Dann siehst du dort doch die Änderungen der Drehzahl der Kurbelwelle (=Motordrehzahl), wenn du schaltest.

Und die Geräusche eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor kommen hauptsächlich von der Anzahl Verbrennungen pro Sekunde über die Abgasanlage und die Schwingungen des Motors an sich. Es gibt aber auch viele andere Geräuschquellen. Ein gut geschmiertes Getriebe macht - für sich gesehen - fast gar keine Geräusche.

Alles bis hierher war für den idealisierten Fall ohne Verluste gerechnet. Die gibt es aber. All das Rütteln, Schwingen, Vibrieren, Drehen, Reiben will Energie. Und die steht nicht mehr fürs Fahren zur Verfügung. Real sieht es damit so aus, dass bei hohen Motordrehzahlen noch einiges draufgeht für die innermotorische Reibung. Und der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ändert sich auch noch je nach Arbeitspunkt.

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Ehrlich gesagt, ich verstehe nicht vollständig, was genau Du nicht verstehst, aber ich versuche trotzdem mein Bestes:

1. Richtig, beim Schalten in einen größeren Gang wird die Drehzahl der Räder größer, gleichzeitig sinkt aber die Kraft (also das Drehmoment) am Rad.

2. Die Drehmomentänderung im Getriebe geschieht durch das Hebelgesetz. Hat man zwei gleich große Zahnräder, erfolgt keine Änderung des Drehmomentes. Der Weg von der Achsenmitte bis zum Berührungspunkt des Zahnrades fungiert als Hebel. Ist das Zahnrad der treibenden Achse kleiner als das der getriebenen Achse, so steigt die Kraft am größeren Zahnrad, gleichzeitig sinkt die Drehzahl dort, genauso funktioniert es andersherum.

3. Du fragst hauptsächlich, warum ein höher drehender Motor mehr Lärm macht. Ich will einmal mit einer Gegenfrage antworten: Warum werden Deine Stimmbänder lauter, wenn Du mehr Luft hindurchbläst? ;)

Wenn du dich tatsächlich mit Thermodynamik auskennst, dann bist du doch Naturwissenschaftler - da sollte man sich das doch auch mal selber zusammensuchen können.

Hier mal ein paar Ansätze:

P = 2*PI*M*n

Motor gibt Leistung ab und die wandert durch das Getriebe. Das Getriebe wiederum ändert nicht die Leistung, sondern nur das Verhältnis von Drehmoment zu Drehzahl.

Dafür brauchst du nur den Wiki-Artikel zum Thema Übersetzungsverhältnis:

http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cbersetzung_%28Technik%29

Und natürlich ändert sich die Drehzahl beim Gangwechsel - das ist doch genau der Sinn eines Getriebes.

Falls DVA für Druckverlaufsanalyse steht: ist dir nie der Gedanke gekommen, dass es laut sein könnte, wenn ich den Auslass öffne und das Abgas mit ein paar bar Restdruck in den Abgastrakt entlasse? Oder dass Lager laut sein könnten, wenn sie sich schneller drehen?

Themenstarteram 9. Mai 2015 um 12:28

Erst mal Danke an alle. Frage 3 wurde wohl von mir falsch gestellt, geht nicht darum, dass ein Motor laut ist. Das ist mir mehr als klar. Meine Frage zielt mehr darauf ab, wie sich die Motordrehzahl verhält neben der Leerlaufdrehzahl.

Der Motor hat sicherlich auch eine begrenzte Drehzahl, aber die Lastzustände dazwischen und die dazugehörigen Drehzahlen sind mir nicht klar. Inwiefern ändert sich die Motordrehzahl, abgesehen davon wenn ich auf das Gaspedal tippe?

Mit der tollen Antwort P=.. Kann man sich auch nichts kaufen. Mir ist lediglich das Getriebespiel nicht 100% im klaren Verständnis. Was ein Getriebe bringt, musst du mir auch nicht sagen, dass ist mir durchaus bewusst nur nicht der genaue Zusammenhang zum Motor.

Wenn du jetzt mit der Antwort kommst, Getriebe wandelt die motirdrehzahl je nach Fahrsituationen um, kannst du für jetzt auch sparen ;)

Ich verstehe deine Frage immer noch nicht so ganz.

Motor-Getriebe-Rad sind ja "fest" miteinander verbunden. D.h. je nach Gang ergibt sich für jede Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motordrehzahl. Das ist ja noch einfach.

Der Verweis auf die Leistung ist jetzt wichtig. Um die Geschwindigkeit konstant zu halten, muss man Widerstände überwinden. D.h. Leistung aufbringen. Da die Drehzahl bei einer bestimmten Geschwindigkeit festgelegt ist, kommt es also nur auf das Drehmoment an.

Mit dem Gaspedal regelst du NICHT die Drehzahl, sondern das Drehmoment.

Gedankenexperiment:

50 km/h konstant

1. Gang: Motor dreht relativ hoch (Drehzahl), du musst aber nur relativ wenig aufs Pedal drücken (Drehmoment)

Leistung reicht trotzdem aus, um die Fahrwiderstände zu überwinden

2. Gang: Motor dreht weniger hoch, dafür musst du mehr Drehmoment anfordern (=stärker aufs Gaspedal drücken), um dieselbe Leistung zu erhalten

Ist das der Zusammenhang, um den es dir geht?

Ich bin bestürzt und erschrocken.

Als Thermodynamiker sollstest du wissen ,dass in einer Wärmekraftmaschine keine Explosion stattfindet.

als Explosion bezeichnet man Druckereignisse von /ab 2000 m/sec.

Bei einem Hubkolbenmotor sind so 25 -30 m/sec angesagt.

Zu deiner Getriebefrage,dies ist Grundschulwissen, so 5 Klasse Physik.

Gibt gute Bücher zB. Willi wills wissen darin ist Alles erklärt,oder die Sendung mit der Maus.

Bopp 19 der Clown.

ich kann mir nicht vorstellen, dass ein

Zitat:

Als Thermodynamiker im Bereich Verbrennungsmotoren

diese simplen zusammenhänge nicht geläufig sind.

das wußte meinereiner als mofaschrauber schon vor 40 jahren:D

also, wo sind grade ferien:rolleyes:

Themenstarteram 9. Mai 2015 um 22:43

Zitat:

@Marco1991 schrieb am 9. Mai 2015 um 12:52:59 Uhr:

Ich verstehe deine Frage immer noch nicht so ganz.

Motor-Getriebe-Rad sind ja "fest" miteinander verbunden. D.h. je nach Gang ergibt sich für jede Fahrzeuggeschwindigkeit eine Motordrehzahl. Das ist ja noch einfach.

Der Verweis auf die Leistung ist jetzt wichtig. Um die Geschwindigkeit konstant zu halten, muss man Widerstände überwinden. D.h. Leistung aufbringen. Da die Drehzahl bei einer bestimmten Geschwindigkeit festgelegt ist, kommt es also nur auf das Drehmoment an.

Mit dem Gaspedal regelst du NICHT die Drehzahl, sondern das Drehmoment.

Gedankenexperiment:

50 km/h konstant

1. Gang: Motor dreht relativ hoch (Drehzahl), du musst aber nur relativ wenig aufs Pedal drücken (Drehmoment)

Leistung reicht trotzdem aus, um die Fahrwiderstände zu überwinden

2. Gang: Motor dreht weniger hoch, dafür musst du mehr Drehmoment anfordern (=stärker aufs Gaspedal drücken), um dieselbe Leistung zu erhalten

Ist das der Zusammenhang, um den es dir geht?

Das trifft schon eher auf die Problematik ;)

kannst du das näher erläutern? Bzw. verweisen, wo es näher beschrieben wird?

Zitat:

Ich weis, dass es anspruchsvolle Fragen sind und sicherlich nicht leicht zu erklären.

Was ziehe ich morgen an? Das ist eine anspruchsvolle frage.

Hier mal was zur Thermodynamik: http://luftpiraten.de/hoelle.html :D

mfg

Zitat:

1. Das Getriebe wandelt ja die Drehzahl je nach Gang um. Es ist ja logisch zu behaupten, dass wenn Fahrzeuge schnell fahren, dass auch die Radv. (bzw. die Umfangsv.) sich erhöht. ABER wenn ich in schnell fahren möchte, muss ich ja zwangsläufig hoch schalten! Das Problem hierbei, wenn ich den nächst höheren Gang einlege, wird ja die Drehzahl, aufgrund des größeren Zahnrads im höheren Gangs, größer. Richtig? Zumindest so ist es beim Fahrrad! Das wäre die erste Frage, ob dieser Gedankengang richtig ist!

Nicht ganz. Du darfst das Wort Drehzahl nicht ohne Zustatz verwenden, welche Drehzahl denn gemeint ist. Es gibt eine Motordrehzahl (das ist die Drehzahl der Kurbelwelle), und es gibt eine Drehzahl des Getriebeabtriebs, dahinter gibt es eine Achsübersetzung, und dahinter eine Drehzahl der Antriebswelle, die auch die Drehzahl des Rades ist.

 

Und du darfst nicht sagen "höherer Gang = größeres Zahnrad". Sondern ein Gang ist immer eine Zahnradpaarung, also mindestens zwei Zahnräder (manchmal auch mehr). Was du sagen kannst: größerer Gang => längere Übersetzung.

Also z.B.

1. Gang 4:1 z.B. als Antrieb: 25 Zähne, Abtrieb: 100 Zähne

2. Gang 3:1 z.B. als Antrieb 30 Zähne: Abtrieb: 90 Zähne

3. Gang 2:1 z.B. als Antrieb 40 Zähne, Abtrieb: 80 Zähne

4. Gang 1,5:1, z.B. als Antrieb 50 Zähne, Abtrieb 75 Zähne

5. Gang 1:1, z.B. als Antrieb 60 Zähne, Abtrieb 60 Zähne

Achsübersetzung: 4:1, z.B. als Antrieb 18 Zähne, Abtrieb: 72 Zähne

Wenn ich also mal die Begrifflichkeiten korrigiere und ein paar Beispiele einbaue, sieht das so richtig aus:

Das Getriebe wandelt Drehzahl und Drehmoment der Kurbelwelle des Motors (also Motordrehzahl und Motordrehmonent) je nach eingelegtem Gang in eine Drehzahl und ein Drehmoment an der Getriebeabtriebswelle um. Dahinter wandelt dann die Achsübersetzung das Drehzahl und Drehmoment an der Getriebeabtriebswelle in die Drehzahl und Drehmoment an der Antriebswelle. Diese entsprechen Drehzahl und Drehmoment am Rad.

Wenn Fahrzeuge schnell fahren, erhöht sich auch die Drehzahl der Räder. ABER wenn man schnell fahren möchte, muss man in der Regel hoch schalten. Wenn man den nächst höheren Gang einlegt, wird die Übersetzung länger (z.B. 3. Gang: 8:1 auf 4. Gang 6:1 als sich ergebende Gesamtübersetzung ). So ist es auch beim Fahrrad, egal ob man vorn oder hinten schaltet.

Gesamt sieht das also so aus, wenn man z.B. bei 100 km/h vom 3. Gang in den 4. Gang schaltet:

3. Gang, Tempo 100 km/h Konstantgeschwindigkeit

Kurbelwelle des Motors: 6000 RPM 24 Nm (also nur relativ wenig Gas gegeben)

Getriebeabtrieb: 3000 RPM (wegen 2:1), 48 Nm (wegen 2:1)

Antriebswelle: 750 RPM (wegen 4:1 Achsübersetzung), 192 Nm (wegen 4:1 Achsübersetzung)

angetriebenes Rad: das gleiche wie Antriebswelle

beim Wechsel in den 4. Gang, gleiches Tempo 100 km/h

Kurbelwelle des Motors: 4500 RPM 32 Nm (Motordrehzahl sinkt, das nötige Motordrehmoment erhöht sich aber)

Getriebeabtrieb: 3000 RPM (wegen 1,5:1), 48 Nm (wegen 1,5:1)

Antriebswelle: 750 RPM (wegen 4:1 Achsübersetzung), 192 Nm (wegen 4:1 Achsübersetzung)

angetriebenes Rad: das gleiche wie Antriebswelle

Am Rad: 750 RPM sind ca. 12 Umdrehungen pro Sekunde. Mal 2m Radumfang sind das ca. 24 m/s. Mal 3,6 sind das knapp 100 km/h.

Am Rad: in beiden Fällen die gleichen Werte logisch (bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit). Gibt man jetzt mehr Gas, gehen Motordrehzahl und Raddrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit weiter rauf, gegen die Fahrwiderstände. Und man fährt schneller, solange der Motor mehr Leistung hat als für die Überwindung der Fahrwiderstände draufgeht.

Zitat:

2. Weiteres Problem: Man spricht ja davon im ersten Gang braucht man weniger Kraft, als wenn man im hohen Gang fährt, wie beim Fahrrad eben auch! Denn im ersten Gang ist es ja einfach zu treten! Inwiefern ändert das Getriebe dies? Gemeint ist die Umwandlung von leicht in schwer. Konkret gemeint ist hier das Drehmoment. Klar weis ich, Kraft mal Hebelarm = Drehmoment, aber wie kann ich mir das vorstellen bei 2 Zahnrädern? Im Zylinder kann ich mir das vorstellen, Druck auf die Kolbenfläche ergibt die Kraft und diese wird über das Pleuel in rotatorische Energie umgewandelt. Aber wie geschieht die Drehmoment Änderung im Getriebe?

Einfach über eine Zahnradpaarung: ein kleineres Zahnrad, treibt ein größeres an. Dadurch ändern sich automatisch Drehzahl und Drehmoment entsprechend der Übersetzung. Siehe die Beispiele oben. Die kleinen Reibungsverluste, die bei jeder Zahnradpaarung und in jeder Wellenlagerung auftreten, habe ich dabei vernächlässigt.

 

Zitat:

3. Alltagsbeispiel, woran ich merke, dass ich noch Lücken im Verständnis besitze: Ich zünde das Fahrzeug,

Nenn das mal lieber: Ich starte den Verbrennungmotor des Fahrzeugs

Zitat:

Leerlauf, ich tippe aufs Gaspedal und der Motor heult auf. bei sagen wir 3000 Umdrehungen. Ich lege den ersten Gang ein und fahre los und bei 3000 Umdrehungen, weil der Motor heult, schalte ich in den 2. Gang. Warum heult jetzt der Motor nicht mehr?

Weil durch das Hochschalten die Drehzahl der Kurbelwelle sinkt. Siehe das Beispiel oben. Und wenn sich die Kurbelwelle langsamer dreht, gibt es entsprechend weniger Verbrennungen pro Zeit in den Zylindern.

Zitat:

Woher kommt dieses Geräusch wenn der Motor hochdreht? Sind es die Kolben im Zylinder die sich schnell hoch und runter bewegen?

Hauptsächlich kommt das Geräusch von den vielen Verbrennungen im Zylinder pro Zeit wenn der Motor hochdreht. Diese erzeugen Gaswechsel (Frischluft rein, Abgas raus), was Geräusche am Auspuff (trotz der Schalldämpfer, die da drin sind, und die die Luftschwingungen dämpfen sollen) bringt. Und die Verbrennungen in den Zylindern erzeugen Vibrationen. Es gibt auch Geräusche des Ventiltriebs (Ventile öffnen und schließen) und der Lager (z.B. Kurbelwelllager, Nockenwellenlager, Lichtmaschine).

Zitat:

Das Problem, welches ich habe ist: Wenn ich in den 2. Gang schalte, dann ändert sich ja meine Motordrehzahl ja nicht oder? Wieso macht der Motor dann im 2. Gang sagen wir 50 Km/h mehr Geräusche als 50km/h im 3. Gang? Kommt dieses Geräusch vom Motorblock oder vom Getriebe? Ich will den Zusammenhang von Motordrehzahl, wie sich dieser verhält, und dem Getriebe verstehen!

Kann man auch als Zahlenbeispiel machen.

1. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 6400 RPM, 7,5 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

2. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 4800 RPM, 10 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

 

3. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 3200 RPM, 15 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

4. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 2400 RPM, 20 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

5. Gang, 50 km/h

Kurbelwelle: 1600 RPM, 30 Nm

Getriebeabtrieb: 1600 RPM, 30 Nm

Antriebswelle/Rad: 400 RPM, 120 Nm

(Oh, mein Beispielgetriebe war sehr kurz übersetzt, merke ich gerade.)

Doch, die Motordrehzahl ändert sich, wenn man den Gang ändert. Das ist der wesentliche Aspekt, den du bisher nicht verstanden hast. Hat dein (altes, günstiges?) Auto keine Anzeige der Motordrehzahl? Dann siehst du dort doch die Änderungen der Drehzahl der Kurbelwelle (=Motordrehzahl), wenn du schaltest.

Und die Geräusche eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor kommen hauptsächlich von der Anzahl Verbrennungen pro Sekunde über die Abgasanlage und die Schwingungen des Motors an sich. Es gibt aber auch viele andere Geräuschquellen. Ein gut geschmiertes Getriebe macht - für sich gesehen - fast gar keine Geräusche.

Alles bis hierher war für den idealisierten Fall ohne Verluste gerechnet. Die gibt es aber. All das Rütteln, Schwingen, Vibrieren, Drehen, Reiben will Energie. Und die steht nicht mehr fürs Fahren zur Verfügung. Real sieht es damit so aus, dass bei hohen Motordrehzahlen noch einiges draufgeht für die innermotorische Reibung. Und der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ändert sich auch noch je nach Arbeitspunkt.

Zitat:

@LG1990 schrieb am 8. Mai 2015 um 23:42:18 Uhr:

 

ich habe hier eine Frage, die mir seit Wochen nicht aus dem Kopf gehen. Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Der Themenbereich sind Motordrehzahl/Getriebedrehzahl Drehmoment etc..

Geschwindigkeit = v.

Zu dem ganzen Thema Drehmoment, Leistung, Getriebeübersetzung etc. hätte ich hier etwas: http://dmot.at/

Ist übrigens vor Kurzem auch hier in einigen Themen diskutiert worden.

Zitat:

@LG1990 schrieb am 8. Mai 2015 um 23:42:18 Uhr:

Als Thermodynamiker im Bereich Verbrennungsmotoren kenne ich mich lediglich im Bereich DVA, BV.. und nicht in den Getriebe technischen Fragestellungen.

Ich nehme an von einem naturwissenschaftlichen Fach kommend?

Dort ist Technische Mechanik, Maschinenbau und der ganze große Bereich Fahrzeugtechnik natürlich nicht das große Thema.

 

Hab für Dich mein Getriebe geöffnet :D (5. Gang Gehaüse) Bei Schalten werden keine Zahnräder verschoben, sondern lose drehende Zahnräder mit Synchronkörper, Schaltmuffe fest verbunden, so das 2 Zahnräder kraftschlüssig werden. Die 4 Gänge liegen im Innern des Getriebes auf 2 Wellen, der 5 Gang ist außerhalb in einem Extra Gehäuse verbaut (Losrad dreht frei, Festrad sitzt auf der Verzahnten Welle) Ich hatte mal einen anderen Zahnradsatz eingebaut um die Drehzahl im 5. Gang um fast 500 U zu verringern. Dreht zwar langsamer, theoretisch wäre er auch schneller, hat aber weniger Kraft.

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