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Was begrenzt eigentlich die maximale Drehzahl?

Themenstarteram 16. Oktober 2011 um 17:00

Kann mir hier jemand mit Fachwissen (Ingenieure vor) erläutern, was genau die Drehzahl eines Motors begrenzt und weshalb diese maximalen Drehzahlen von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich sind? Insbesondere, weshalb ist die maximale Drehzahl beim Diesel so viel niedriger und weshalb bei F1-Motoren oder Motorrädern so extrem hoch?

Danke im Voraus :)

Beste Antwort im Thema

Seid Ihr jetzt mit dem Schwanzvergleich fertig?

Da ist ein Forum kaum besser wie mancher Fachausschuß. Die Profs prügeln sich um Begriffe und deren Definitionen, den Rest tangiert das äußerst periphär. Und die Physik schonmal gar nicht. Also bitte weiter aufeinander rumhacken, das sah mit den Excel Sheets beinahe langweilig sachlich aus. Wenn man jetzt noch die Ordinate auf n/n_max normiert hätte, wäre die Skalierung nicht so "kaputt".

 

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Zitat:

Was ergibt dabei keinen Sinn, es gibt Motoren mit 500Nm und 500PS und es gibt Motoren mit 3000Nm und 500PS. eigentlich ganz deutlich formuliert..

...ich verstehe..., man könnte also auch sagen: Eine Haushaltsglühlampe hat mehr Volt als Watt und eine LED mehr Watt als Volt :D

am 18. Oktober 2011 um 19:40

Zitat:

Original geschrieben von Provaider

Die Formel Leistung=Drehzahhl x Drehmoment ist sehr wichtig, weil hier 90% der Leute die eine Frage stellen, dies nicht wissen.

Die haben keine Ahnung wie die Leistung auf einem Prüfstand gemessen wird. Die Wissen nur ihr Auto hat 100PS. Am Stammtisch hört man dann aber der TDI mit 105PS ist besser weil er mehr Drehmoment hat im Vergleich zu einem 105PS Benziner.

Das ist aber völliger Nonsens, weil die ganz andere Drehzahlbänder haben und weil der TDI ein Turbo hat, der Benziner aber oftmal noch nicht, erst die neuen haben das. Wenn ich aber ein Turbo Benziner habe, dann habe ich ähnliche Drehmomentverläufe wie beim Diesel, nur über ein größeres Drehzahlband. d.h. kann ich mit weniger Hubraum die gleich Maximalleistung erreichen weil die Drehzahl viel höher ist bei gleiche max. Drehmoment(wird im Normalfall elektronisch begrenzt auf ein Plateau).

Wenn selbst Ingeneure die Aüßerung bringen das die mit der Leistung einen Motors zufrieden sind, aber gern mehr Drehmoment hätten, dann muss man sich fragen ob die einfach Formel von Oben nicht verstanden haben. D.h. wer die Formel verstanden hat, versteht auch die zusammenhänge. Dann wird einem klar warum Diesel und Benziner unterschiedliche Drehmomentverläufe haben bei gleich Leistung.

Die oszillierenden Massen sind ein große Problem bei der Maximaldrehzahl, die Beschleunigung auf Ventille werden irgendwann so groß das sie nicht schließen würden. d.h. werden immer stärkere Ventilfedern nötig. Das erhöht aber die Belastungen, die Nockenwelle muss die Federn ja auch wieder komprimieren können. Die Verlustleistung vom Motor steigt also, man verliert also immer mehr von der dazugewonnen Leistung durch höhere Drehzahl. Je weiter die Drehzahl ansteigt umso schlechter wird die Gemischbildung, da senkt meinen Wirkungsgrad und lässt die Schadstoffe ansteigen. Dadurch ist es nicht sinnvoll über gewisse Drehzahl hinauszugehen bei Serienfahrzeugen, so ein Motor ist immer in Kompromiss von Technik und Kosten. Wegen der besteuerung vom Co2 versucht man die Drehzaheln der Motor zu senken und die Last zu erhöhen. Damit fährt man in Bereichen vom Motorkennfeld mit besseren spezifischen Verbbräuchen. Stichwort Downspeeding und Downsizing.

Aktuell und in Zukunft werden wieder mehr Stahlkolben eingesetzt, weil die einfach mehr abkönnen. Die Maximaldrücke steigen immer mehr durch steigende Aufladungen und damit Erhöhung des Mitteldrucks. Stahlkolben sind übrigens leichter als ihre Aluminium Kollegen. Weil Stahl eine höhere Festigkeit besitzt kann mit weniger Material gearbeitet werden. Auch hier wird versucht die Reibung zu minimieren. Für Dieselkolben gibt es Keramikinlays damit die die hohen Temperaturen in der Omegamulde aushalten.

Hallo,

Ihr schweift alle völlig vom Thema ab:

Was beschränkt die Höchstdrehzahl?

Da ist von Leistung und Drehmoment doch gar keine Rede.

Gruß (und sachlich, tolerant und friedlich bleiben)

barmbrun

Zitat:

Original geschrieben von Soxx83

 

Was ergibt dabei keinen Sinn, es gibt Motoren mit 500Nm und 500PS und es gibt Motoren mit 3000Nm und 500PS. eigentlich ganz deutlich formuliert..;):)

Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Leistung und Drehmoment sind verschiedene Größen. Haben ja auch unterschiedliche Einheiten.

Du sagst doch auch nicht 3 Meter sind mehr als 2 Kilogramm ....;)

am 18. Oktober 2011 um 19:43

Zitat:

Original geschrieben von calcifer

Zitat:

Original geschrieben von Soxx83

 

Was ergibt dabei keinen Sinn, es gibt Motoren mit 500Nm und 500PS und es gibt Motoren mit 3000Nm und 500PS. eigentlich ganz deutlich formuliert..;):)

Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Leistung und Drehmoment sind verschiedene Größen. Haben ja auch unterschiedliche Einheiten.

Du sagst doch auch nicht 3 Meter sind mehr als 2 Kilogramm ....;)

Was willst Du denn jetzt??? ich habe versucht den Unterschied dieser beiden Größen zu erklären.

schlecht gelesen oder schlecht gelaunt??

Er will wahrscheinlich auf das d(Nm) nach d(UPM) hinaus. Bei Arbeitsmaschinen macht es Sinn, dass das Drehmoment ganz früh anliegt, damit ein spontan auftauchendes Hindernis und absinken der Drehzahl durch Widerstand ein nach unten steigendes Drehmoment sieht. Bei einem Motorradmotor/Rennmotor mit 10.500 Drehmo-Max versus 13.000 P(max) wäre das erste ernste Hindernis gleich sinkende Kraft gleich Motor abgewürgt.

Es sei denn, ein Getriebe würde automatisch runterschalten ;)

Hier ging es ja um die Frage was die Drehzahl begrenzt.

Es ist zumeist immer die Mechanik die vorzeitig die Segel streich, etwas später kommt dann die Strömungstechnik an Ihre Grenzen.

Mechanische Einflussfaktoren sind eine solide KW Lagerung, biegesteife KW, leichte Kolben und Pleuel und ein Drehzahlfester Ventiltrieb.

Die Lebensdauer hängt keineswegs von der Drehzahl ab, die zumeist Leistungsstarken Konzepte sind duchweg Kurzhuber mit dazu äußerst schmalen Kolbenringen von 0,8-1,2mm um wenig Reibverluste zu haben. Eine Honda Wassergekühlter CBR Motor erzielt problemlos Laufleistungen von 150tkm und mehr, die alten luftgekühlten Honda CB750 oder die Yamaha XJ900 schaffen auch schonmal 350tkm und mehr. BMW's Ziegelsteine K75 und K100 zählen auch zu den Langläufern

Saugmotoren mit hoher Leistungsausbeute besitzen zumeist kleine Einzelhubräume.

Durch die dann leichteren Bauteile des einzelnden Zylinder sind Drehzahl und Leistungssteigerungen erst möglich.

Wunder der Feinmechanik sind vorallem bei dem Hersteller Honda zu finden. Die Motorradmotoren der WM aus den 60er Jahren z.B. 2Zyl. 50ccm, 5Zyl. 125ccm, 6Zyl. 250, und 350ccm, 4Zyl. 500ccm, allesamt 4-Taktmotoren mit Winzbauteilen die Atemberaubenden Drehzahlen machten.

Auch die PKW Motoren der 80er und frühen 90er Jahre waren der Europäischen Konkurrenz z.T. um Lichtjahre vorraus, moderne Drehzahlfeste 4V DOHC Aggregate mit VTEC brachten damals schon überdurchschnittliche hohe Leistungsaubeute bei äußerst geringen Kraftstoffverbrauch.

Gruß Markus

 

am 18. Oktober 2011 um 19:53

Ja, richtig, ne Suzi mit 50 PS kannste festhalten, da kommt der nicht weg..(abwürgen oder Kupplung verrauchen..):D

ne Raupe mit 50PS kannste ans Haus anketten, da fehlt eher nen Stück vom Haus, aber die Raupe fährt...

.. und das nicht nur wegen der Über/Untersetzung.

Überspitzt formuliert, aber ich hatte das Gefühl das das hier nicht klar war, jedenfalls werden langsamdrehende Diesel nicht nur wegen der Haltbarkeit gebaut, um zum Ausgangsthema zurückzukommen.

Danke Gary und Grüße

Zitat:

Original geschrieben von Soxx83

Was willst Du denn jetzt??? ich habe versucht den Unterschied dieser beiden Größen zu erklären.

schlecht gelesen oder schlecht gelaunt??

Gut gelaunt und gut gelesen. Danke der Nachfrage. :)

Ich wollte eigentlich nur darauf hinaus, dass es keinen Sinn macht zwei unterschiedliche physikalische Größen so in Vergleich zu setzen.

Genauso wie der Satz 100 km/h ist schneller als 100 kg keinen Sinn macht.

Macht 300 Nm ist mehr als 200 PS keinen Sinn.

Ähnlich wie Nachts ist es kälter als draußen und andere...

Folglich ist deine Aussage von weiter oben "Es gibt Motoren mit mehr M als P" auch ...

Ansonsten kann ich dir schon folgen und dem Zustimmen :)

Edit: ich sehe gerade Dodo32 hat schon versucht mit Volts und Watts zu erklären, das passt natürlich noch besser...

am 18. Oktober 2011 um 20:11

Zitat:

Original geschrieben von calcifer

und gut gelesen. Danke der Nachfrage. :)

Genauso wie der Satz 100 km/h ist schneller als 100 kg keinen Sinn macht.

Macht 300 Nm ist mehr als 200 PS keinen Sinn.

Folglich ist deine Aussage von weiter oben "Es gibt Motoren mit mehr M als P" auch ...

Ansonsten kann ich dir schon folgen und dem Zustimmen :)

aber 300NM sind schon weniger als 3000NM.. oder??? und jetzt lies nochmal was ich geschrieben habe..

Motor1 500Nm und 500PS

Motor2 3000Nm und 500PS

Wo habe ich jetzt die Einheiten vertauscht oder gegeneinandergesetzt??

3000NM sind mehr als 500Nm... aber 500PS nicht mehr als 500PS..

jetzt??:)

edit.. wie bei Volts und Watts, die Variable Ampere ist noch offen..und beim Motor die Drehzahl.. deswegen kann man den offenen Faktor aber nicht normieren, keineswegs, er hat Auswirkungen, sowohl im Kabel, als auch im Fahrzeug.

Zitat:

Original geschrieben von Soxx83

Zitat:

Original geschrieben von calcifer

und gut gelesen. Danke der Nachfrage. :)

Genauso wie der Satz 100 km/h ist schneller als 100 kg keinen Sinn macht.

Macht 300 Nm ist mehr als 200 PS keinen Sinn.

Folglich ist deine Aussage von weiter oben "Es gibt Motoren mit mehr M als P" auch ...

Ansonsten kann ich dir schon folgen und dem Zustimmen :)

aber 300NM sind schon weniger als 3000NM.. oder??? und jetzt lies nochmal was ich geschrieben habe..

Motor1 500Nm und 500PS

Motor2 3000Nm und 500PS

Wo habe ich jetzt die Einheiten vertauscht oder gegeneinandergesetzt??

3000NM sind mehr als 500Nm... aber 500PS nicht mehr als 500PS..

jetzt??:)

Langsam kommen wir der Sache näher. 3000Nm sind klar mehr als 500Nm. Selbe Größe, selbe Einheit, aber unterschiedliche Menge.

3000Nm sind aber nicht mehr als 500PS. Andere Einheit, andere Größe, Menge nicht interessant da nicht zu vergleichen.

Dämmert's?

Auch wenn es nicht zum Thema gehört: Drehmoment lässt sich duch Übersetzungen ändern.

Soll heißen: 300Nm = 3000Nm

man muss nur die übersetzung ändern.

Aber 150PS@6000upm sind immer 150PS.

Also sind die vergleiche PS vs. Nm totaler Bullshit

am 18. Oktober 2011 um 20:40

Zitat:

Original geschrieben von calcifer

Langsam kommen wir der Sache näher. 3000Nm sind klar mehr als 500Nm. Selbe Größe, selbe Einheit, aber unterschiedliche Menge.

3000Nm sind aber nicht mehr als 500PS. Andere Einheit, andere Größe, Menge nicht interessant da nicht zu vergleichen.

Dämmert's?

Und jetzt schau mal was ich geschrieben habe. . . .

"Was ergibt dabei keinen Sinn, es gibt Motoren mit 500Nm und 500PS und es gibt Motoren mit 3000Nm und 500PS. eigentlich ganz deutlich formuliert..;):)"

dämerts??? mehr Kraft, gleiche Leistung???

N Kraft(arm)..Nm Kraft mal Weg... PS Leistung in Zeit..

Was ist daran unklar, es können beide Motoren dasgleiche Leisten, auf einem Weg.. der eine ist schneller und der andere stärker, dafür langsamer.

Aufgabe: ein Kleiderschrank muß in den 5 Stock.

ein Bodybuilder.. ein Marathonläufer..

Der Bodybuilder greift sich den halben Schrank und geht 2 mal..

Der Marathonläufer muß 4 mal gehen, ist aber schneller, beide sind gleichzeitig mit dem Schrank oben..

beide habe dasgleiche geleistet..

ist der Marathonläufer jetzt genauso stark wie der Bodybuilder??

Nein, der Bodybuilder ist stärker, auch wenn er insgesamt betrachtet nicht mehr leistet..

So, und jetzt kommts..

beide müssen noch ne Kiste Wasser mitnehmen..

LG

Zitat:

Original geschrieben von RC42

Die Lebensdauer hängt keineswegs nur von der Drehzahl ab.

Richtig hat auch keiner behauptet.

 

@ Provaider

leider sind bis dato heute noch Stahlkolben, selbst einteilige Stahlkolben schwerer als ihre Ausführungen aus Aluminium.

am 18. Oktober 2011 um 20:58

Zitat:

Original geschrieben von snooopy365

Auch wenn es nicht zum Thema gehört: Drehmoment lässt sich duch Übersetzungen ändern.

Soll heißen: 300Nm = 3000Nm

man muss nur die übersetzung ändern.

Aber 150PS@6000upm sind immer 150PS.

Also sind die vergleiche PS vs. Nm totaler Bullshit

nehmen wir an, der Raupenmotor hat ein Drehmoment von 1000Nm bei 750-1750U/min und leistet bei der Abregeldrehzahl von 1750U/min also 183Kw..

So, jetzt nehmen wir nen 3,0 Liter PKW Motor mit 183Kw bei 6000U/min. das Drehmoment ist im maximum bei 4000U/min mit 300Nm und hat in der Leistungsspitze noch die 293Nm um die 183kw zu leisten.

bei 3000U/min ist das Drehmoment des Motors ohne Aufladung und modernen schnick schnack zu vergessen, es beläuft sich auf nichtmal 200Nm.

Das Übersetze jetzt mal auf die Kraft des anderen Motors, nicht in einem Punkt, sondern über den Verlauf von den 1000U/min mit 1000Nm Drehmoment.

Da Du ja studierter Fahrzeugtechniker bist, sollte das ein leichtes sein..

Evtl. überdenkst du dann deinen Aussage.

Grüße

Zitat:

Original geschrieben von Soxx83

Und jetzt schau mal was ich geschrieben habe. . . .

"Was ergibt dabei keinen Sinn, es gibt Motoren mit 500Nm und 500PS und es gibt Motoren mit 3000Nm und 500PS. eigentlich ganz deutlich formuliert..;):)"

Darum geht es gar nicht.

Es geht um:

Zitat:

Original geschrieben von Soxx83

 

Motorrad-> Auto-> NKW->schwere Arbeitsgeräte-> Schiffe.

Leistung->mehr Drehmoment->hauptsächlich Drehmoment->wesentlich mehr Drehmoment als Leistung.

Ich werde dir jetzt nicht zum 3ten oder 4ten mal erklären warum das nicht stimmt. Schlaf mal ne nacht drüber. ;)

Ansonsten kannst du aufhören mir die Zusammenhänge Moment, Leistung und co. zu erklären. Kenne ich bereits.

Auch wenn ich das mit dem Bodybuilder und Marathonläufer gut fand. ;)

Vor allem verstehe ich auch, dass man nicht Äpfel (Drehmoment) mit Birnen (Leistung) vergleicht.

Dachte eigentlich, mein erstes Posting sei ausreichend und wird von dir, der hier dem ganzen Forum die Physik erklärt, gleich verstanden...:rolleyes:

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