Welche Größen sind zum Beschleunigen relevant?
Hallo,
ich bin 18 Jahre, mache zum 1. August eine Ausbildung zum KFZ-Mechatroniker und strebe in ferne Zukunft auch ein Studium in dieser Fachrichtung an, da ich mich einfach seit langem für Fahrzeug-und vor allem für Motortechnik interessiere.
Ich habe mich mal etwas intensiver damit befasst, welche Größen eigentlich für die Beschleunigungswerte relevant sind.
Da stößt man natürlich als erstes einmal auf die Getriebe-und Achsübersetzung, jedoch möchte ich diese außen vor lassen und mich auf den Motor konzentrieren. Hier gibt es zwei wesentliche Größen:
1. Das Drehmoment und
2. Die Leistung.
Wobei man aber erwähnen muss, dass sich die Leistung sozusagen aus dem Drehmoment errechnen lässt.
Aus diesem Grund hört man häufig: "je größer das Integral unter einer Drehmomentskurve, desto besser wird das Fahrzeug beschleunigen".
Und man hört häufig: "Nur das Drehmoment ist für die Beschleunigung interessant".
Ich kann das jedoch nicht so ganz nachvollziehen:
Ich habe unten mal eine Drehmoment-und Leistungskurve von meinem C 180 Kompressor W203 eingefügt:
Demnach müsste mein Wagen bei 2.500 Umdrehungen genau so gut ziehen, wie bei 4.000 Touren, was aber nicht stimmt, denn
das Fahrzeug zieht bei 4.000 Umdrehungen besser, weshalb man doch nicht das Drehmoment auf die Beschleunigung pauschalisieren kann, sondern man müsste doch auch eine Abhängigkeit zu den Umdrehungen/min. erstellen.
Und genau deshalb möchte ich hier fragen: Was ist wirklich wichtig für die Beschleunigung?
Allein das Drehmoment kann dafür ja nicht verantwortlich sein, da muss es doch auch noch eine Abhängigkeit von den Umdrehungen geben.
Aber wie sieht diese Abhängigkeit aus?
Mit freundlichen Grüßen
Felix
Beste Antwort im Thema
Zitat:
Allein das Drehmoment kann dafür ja nicht verantwortlich sein, da muss es doch auch noch eine Abhängigkeit von den Umdrehungen geben.
Aber wie sieht diese Abhängigkeit aus?
Als handliche Zahlenwertgleichung näherungsweise: P[kW]=M[Nm]*n[1/min]/9550. 😁
Das, was Dich nach vorne bringt, ist Leistung. Sonst nix. Und die ist ein Produkt aus Drehmoment und Drehzahl.
Das ganze Drehmomentgelaber ist Stammtisch-Schwachsinn. Ein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl bedeutet nicht anderes als eine vergleichsweise höhere Leistung bei niedriger Drehzahl.
199 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von martins42
a = F/m
Natürlich stimmt das auch. Nur muss man hier viele Dinge berücksichtigen, um auf F zu kommen.
Außerdem ging es mir auch darum, aufzuzeigen, dass die benötigte Leistung eben mit steigender Geschwindigkeit auch steigt. Das sieht man in deiner Formel nicht.
An meiner Formel sieht man auch, dass es reicht, die Leistung zu kennen, um zu wissen, wie stark eine Masse bei einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dabei ist es egal, "wie" diese Leistung zustandekommt (ob jetzt mit viel oder wenig Drehmoment oder gar ganz ohne Drehbewegung).
Aus a = P / (m * v) resultiert, dass die Beschleunigung a bei einer bestimmten Geschwindigkeit direkt proportional der anliegenden Leistung ist.
und
...dass die Beschleunigung a auf einem bestimmten Punkt des Drehzahlbandes direkt proportional dem anliegenden Drehmoment ist.
ist übrigens beides richtig 😉
Zitat:
Original geschrieben von Singleton
Natürlich stimmt das auch. Nur muss man hier viele Dinge berücksichtigen, um auf F zu kommen.Zitat:
Original geschrieben von martins42
a = F/mAußerdem ging es mir auch darum, aufzuzeigen, dass die benötigte Leistung eben mit steigender Geschwindigkeit auch steigt. Das sieht man in deiner Formel nicht.
Der Punkt ist, dass man es für das Verständnis auch gar nicht sehen muss. 😉 Es spielt keine Rolle.
Der Zugang über a = F/m ist m.E. viel einfacher, als da über Leistung, Ableitungen etc zu argumentieren. Dadurch dass man es in Bezug zur Geschwindigkeit sieht, wird die Formulierung nur komplizierter, ohne Verständnisgewinn zu bringen.
Du weisst doch, die Weltformel muss auf ein T-Shirt passen. 😉 (Weil sonst alles was wir daraus ableiten zu kompliziert für Verständnis und Nutzung würde.)
Aber welchen der äquivalenten Formalismen man letztlich nützlicher findet, ist vielleicht sogar einfach Geschmackssache.
Zitat:
An meiner Formel sieht man auch, dass es reicht, die Leistung zu kennen, um zu wissen, wie stark eine Masse bei einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dabei ist es egal, "wie" diese Leistung zustandekommt (ob jetzt mit viel oder wenig Drehmoment oder gar ganz ohne Drehbewegung).
Ist ja richtig. Aber der Punkt "wie" die Leistung zustande kommt, ist ja das was in der Praxis das unterschiedlich Fahrerlebnis ausmacht.
Gruß
Martin
Zitat:
Original geschrieben von Singleton
Natürlich stimmt das auch. Nur muss man hier viele Dinge berücksichtigen, um auf F zu kommen.Zitat:
Original geschrieben von martins42
a = F/m
Motordrehmoment, Übersetzung, Radradius.
Sind jetzt nicht so schrecklich viele Dinge, die beiden letzten freundlicherweise sogar konstant und aus jedem besseren Autoprospekt ablesbar.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
Der Punkt ist, dass man es für das Verständnis auch gar nicht sehen muss. 😉 Es spielt keine Rolle.
Es ist für das Verständnis, warum die Drehmoment-vs-Leistungs-Diskussion immer wieder losgetreten wird, eklatant 😉
Das Nichtwissen über diesen Effekt führt nämlich oft zum Drehmoment-ist-alles-Denken. Wer das nicht sieht, hat den Effekt und seine Folgen auch nicht verstanden.
Ähnliche Themen
Zitat:
Original geschrieben von Singleton
...
An meiner Formel sieht man auch, dass es reicht, die Leistung zu kennen, um zu wissen, wie stark eine Masse bei einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dabei ist es egal, "wie" diese Leistung zustandekommt (ob jetzt mit viel oder wenig Drehmoment oder gar ganz ohne Drehbewegung).Aus a = P / (m * v) resultiert, dass die Beschleunigung a bei einer bestimmten Geschwindigkeit direkt proportional der anliegenden Leistung ist.
...
Danke, die Welt ist wieder in Ordnung. 😉
Und Diabolomk, Powermikey, ich verschreibe mich zwar oft, aber diesmal war kein Fehler drin (Seite 5). Vielleicht hätte ich es aber ausführlicher schreiben sollen.
Nochmal, aus der Praxis und nach der vielen Theorie:
Ich fahre zweimal mit dem aufgeladenen Diesel einen Berg hoch, habe jedes Mal den dritten Gang drin. Ich nehme die Steigung schon im dritten Gang in Angriff.
Einmal mit 2000/min und 50 km/h, anliegendes Drehmoment 400 Nm.
Einmal mit 3000/min und 75 km/h, anliegendes Drehmoment ebenfalls 400 Nm.
Luftwiderstand u. s. w. bei <= 75 km/h noch komplett vernachlässigbar.
Im ersten Fall hält er trotz Vollgas nicht mal das Tempo, wird langsamer und ich muss schließlich zurückschalten. Das Zurückschalten in den 2. Gang ist hier aber irrelevant, relevant ist, dass er nicht mal das Tempo halten kann, geschweige denn beschleunigt.
Im zweiten Fall bei 3000/min hält er nicht nur das Tempo, er beschleunigt sogar noch ganz gut.
Was das bedeutet hinsichtlich Drehmoment bzw. Leistung ist klar.
Und solche Fälle (auch ohne Hänger) kennen wir doch aus dem Alltag. Wenn nicht, am nächsten Buckel bitte mal ausprobieren.
Ich hatte auch mal ein Motorrad, dass rein von der Drehzahl her gedrosselt war. Die Drossel aufgehoben (nein, nicht einen Vogel), sonst nichts verändert. Drehmomentverlauf war bis zur früheren Drosseldrehzahl identisch. Das Drehmomentmaximum hat sich auch nicht verändert, lag vorher/nachher unterhalb der früheren Drehzahlgrenze. Aber nach dem Ausbau der hat sie einem die Arme langgezogen. Und zwar bei hohen Drehzahlen. Da war m/s² mit Abstand am höchsten. Heißt: Leistung!
Ulf Penner hat den Unsinn mit viel Drehmoment = viel Beschleunigung hier mal satirisch auf den Punkt gebracht. Mopedfahrer werden es kennen, lustig geschrieben und aus pädagogischen Gründen mit zwei ansehnlichen Damen. http://www.tuning-fibel.de/kolumne/drehmoment-luege.php
Zitat:
Original geschrieben von Singleton
Natürlich stimmt das auch. Nur muss man hier viele Dinge berücksichtigen, um auf F zu kommen.Zitat:
Original geschrieben von martins42
a = F/mAußerdem ging es mir auch darum, aufzuzeigen, dass die benötigte Leistung eben mit steigender Geschwindigkeit auch steigt. Das sieht man in deiner Formel nicht.
An meiner Formel sieht man auch, dass es reicht, die Leistung zu kennen, um zu wissen, wie stark eine Masse bei einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dabei ist es egal, "wie" diese Leistung zustandekommt (ob jetzt mit viel oder wenig Drehmoment oder gar ganz ohne Drehbewegung).
Aus a = P / (m * v) resultiert, dass die Beschleunigung a bei einer bestimmten Geschwindigkeit direkt proportional der anliegenden Leistung ist.
und
...dass die Beschleunigung a auf einem bestimmten Punkt des Drehzahlbandes direkt proportional dem anliegenden Drehmoment ist.
ist übrigens beides richtig 😉
Und wenn die Leistung des Motors durch eine kurze Übersetzung schneller steigt als die benötigte Leistung für die steigende Geschwindigkeit, dann beschleunigt man doch immer schneller, ne? 😁
Aber dann passt der zweite Punkt nicht mehr. Wenn das Drehmoment nicht steigt, kann demnach die Beschleunigung auch nicht ansteigen. 😕
Zitat:
Original geschrieben von kev300
Und wenn die Leistung des Motors durch eine kurze Übersetzung schneller steigt als die benötigte Leistung für die steigende Geschwindigkeit, dann beschleunigt man doch immer schneller, ne? 😁
Da in dem Falle deine Räder durchdrehen (oder deine Kupplung rutscht), leider nein 😉
Ansonsten sind Motordrehzahl und Geschwindigkeit direkt proprotional (gleichen Gang vorausgesetzt).
Stimmt, haste Recht. 😁
Durch die ganze Diskussion hier versteh ich übrigens auch warum ein Leistungsplateau bei Turbobenzinern sich wie ein gewaltiger Leistungsverlust anfühlt. Das Drehmoment fängt ab dem Punkt ja an stark abzufallen und deshalb sinkt dann auch die Beschleunigung.
@XX-Ghost: Danke.
Auf die Gefahr hin, dass ich mich bis auf die Knochen blamiere:
Das Missverständnis seit gestern abend war glaube ich einfach, dass ich das Beschleunigungsverhalten zweier unterschiedlicher, aber leistungsgleicher Fahrzeuge vergleichen wollte, hier: E250 vs. E250CDI. Also das Beschleunigungsverhalten über den gesamten Übersetzungsbereich. Gleiche Leistung, aber einmal 150Nm mehr Drehmoment und geringere Nenndehzahl beim Diesel gegen über dem Benziner mit entsprechend breiteterem Drehzahlband. Beide bieten ähnliche Beschleuningungswerte bei unterschiedlichen Drehmomentmaxima.
Rael_Imperial und Diabolomk haben mich hier plattgemacht, weil diese Volltheoretiker nur einen Gang kennen. Und bei denen ist der Benziner und der Diesel identisch übersetzt. Und einer von beiden behauptet auch noch, Ingenieur der Fahrzeugtechnik zu sein. Wo denn? Für Rasenmäher? Unter diesen Voraussetzungen hängt die Beschleunigung natürlich nur vom Drehmoment ab.
Die Beschleunigung ist nunmal das Radmoment, richtig. Und das ist in höheren Gängen kleiner als in niedrigeren. Und es resultiert aus Getriebe- und Achsübersetzung. Errechnet sich aus der Radleistung, diese entspricht in jeder Übersetzung der Motorleistung (abzüglich der Reibungsverluste in der Kraftübertragung).
Aber, bleiben wir mal beim selben Fahrzeug im selben Gang:
Zitat:
Einmal mit 2000/min und 50 km/h, anliegendes Drehmoment 400 Nm.
Einmal mit 3000/min und 75 km/h, anliegendes Drehmoment ebenfalls 400 Nm.
Luftwiderstand u. s. w. bei <= 75 km/h noch komplett vernachlässigbar.Im ersten Fall hält er trotz Vollgas nicht mal das Tempo, wird langsamer und ich muss schließlich zurückschalten. Das Zurückschalten in den 2. Gang ist hier aber irrelevant, relevant ist, dass er nicht mal das Tempo halten kann, geschweige denn beschleunigt.
Im zweiten Fall bei 3000/min hält er nicht nur das Tempo, er beschleunigt sogar noch ganz gut.
Warum beschleunigt das Fahrzeug also im zweiten Fall besser, trotz identischem Motordrehmoment? Jaaaa, weil mehr Motorleistung anliegt. Diese wird auf die Antriebsräder übertragen...aber liegt hier jetzt ein größeres Radmoment vor? Ich denke, alleine die Radleistung ist jetzt höher, aber auch das Radmoment? Deswegen kann das Fahrzeug im zweiten Fall noch beschleunigen, im ersten nicht mehr?
Jetzt dürft Ihr nochmal mit Euren Formeln anrücken... 😁 ...wenn ich Euch, Rael_Imperial und Diabolomk, richtig verstehe, dürfte es diesen Fall ja garnicht geben...oder?
Grüße
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Danke, die Welt ist wieder in Ordnung. 😉Zitat:
Original geschrieben von Singleton
...
An meiner Formel sieht man auch, dass es reicht, die Leistung zu kennen, um zu wissen, wie stark eine Masse bei einer bestimmten Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dabei ist es egal, "wie" diese Leistung zustandekommt (ob jetzt mit viel oder wenig Drehmoment oder gar ganz ohne Drehbewegung).Aus a = P / (m * v) resultiert, dass die Beschleunigung a bei einer bestimmten Geschwindigkeit direkt proportional der anliegenden Leistung ist.
...Und Diabolomk, Powermikey, ich verschreibe mich zwar oft, aber diesmal war kein Fehler drin (Seite 5). Vielleicht hätte ich es aber ausführlicher schreiben sollen.
Nochmal, aus der Praxis und nach der vielen Theorie:
Ich fahre zweimal mit dem aufgeladenen Diesel einen Berg hoch, habe jedes Mal den dritten Gang drin. Ich nehme die Steigung schon im dritten Gang in Angriff.Einmal mit 2000/min und 50 km/h, anliegendes Drehmoment 400 Nm.
Einmal mit 3000/min und 75 km/h, anliegendes Drehmoment ebenfalls 400 Nm.
Luftwiderstand u. s. w. bei <= 75 km/h noch komplett vernachlässigbar.Im ersten Fall hält er trotz Vollgas nicht mal das Tempo, wird langsamer und ich muss schließlich zurückschalten. Das Zurückschalten in den 2. Gang ist hier aber irrelevant, relevant ist, dass er nicht mal das Tempo halten kann, geschweige denn beschleunigt.
Im zweiten Fall bei 3000/min hält er nicht nur das Tempo, er beschleunigt sogar noch ganz gut.Was das bedeutet hinsichtlich Drehmoment bzw. Leistung ist klar.
Das bedeutet nur - falls dieses Szenario überhaupt real ist -, dass er bei 2000 U/min keine 400 Nm hat. Alles andere ist unphysikalisch.
DAS ist das Kernproblem dieser Drehmoment/Leistungsdiskussion, dass unphysikalisch gedacht wird. Im Zweifelsfalle sind einfach die Daten falsch, die Physik lässt sich nicht bescheißen.
PS: Den Ulf hast du nicht wirklich verstanden, sonst würdest du ihn hier nicht zitieren wollen.
Zitat:
Original geschrieben von Singleton
Es ist für das Verständnis, warum die Drehmoment-vs-Leistungs-Diskussion immer wieder losgetreten wird, eklatant 😉Zitat:
Original geschrieben von martins42
Der Punkt ist, dass man es für das Verständnis auch gar nicht sehen muss. 😉 Es spielt keine Rolle.
Das Nichtwissen über diesen Effekt führt nämlich oft zum Drehmoment-ist-alles-Denken. Wer das nicht sieht, hat den Effekt und seine Folgen auch nicht verstanden.
Diese Diskussion wird immer wieder losgetreten weil:
* Die Leute unphysikalisch denken.
* Weil Sie vorhandene Daten von realen Fahrzeugen nicht studieren, darauf basierend nicht ihre Erkenntnisse gegenprüfen.
* Die Leute keine ausreichende praktische Erfahrung mit einer breiten Palette an Fahrzeugen haben.
Die Theorie dahinter unnötig zu verkomplizieren, führt nur dazu, dass man unnötig viele Diskussionsteilnehmer "abhängt". Wir sind hier weit entfernt von universitären Niveau in naturwissenschaftlichen Basiswissen. Formeln die letztlich Verständnis von Differential/Infinitisemalrechnung voraussetzen werden da zum Aufnahmeblockierer.
Selbst Oberstufenniveau kann man nur begrenzt voraussetzen, weil das dort gelernte von vielen aufgrund mangelnder Anwendung schon längt wieder vergessen ist.
Zitat:
Original geschrieben von Powermikey
[...]
Warum beschleunigt das Fahrzeug also im zweiten Fall besser, trotz identischem Motordrehmoment? Jaaaa, weil mehr Motorleistung anliegt. Diese wird auf die Antriebsräder übertragen...aber liegt hier jetzt ein größeres Radmoment vor? Ich denke, alleine die Radleistung ist jetzt höher, aber auch das Radmoment? Deswegen kann das Fahrzeug im zweiten Fall noch beschleunigen, im ersten nicht mehr?Jetzt dürft Ihr nochmal mit Euren Formeln anrücken... 😁 ...wenn ich Euch, Rael_Imperial und Diabolomk, richtig verstehe, dürfte es diesen Fall ja garnicht geben...oder?
Grüße
Diesen Fall gibt es auch nicht. Unphysikalischer Quatsch. Konstante Steigung und Gang vorausgesetzt ist wenn bei beiden Drehzahlen dasselbe Drehmoment anliegt die Zugkraft identisch und damit auch die Beschleunigung.
Die konstante Steigung ist auch nur relevant, damit die Hangabtriebskraft identisch ist.
Selbst so "falsch-intuitiv" ergibt das Szenario keinen Sinn. Weil man bei höherer Drehzahl und Geschwindigkeit schneller mehr potentielle Energie durch die Höhenveränderung "erzeugt" müsste die Beschleunigung bei höheren Drehzahl dann eher niedriger sein (ist aber "natürlich" falsch).
Zitat:
Jetzt dürft Ihr nochmal mit Euren Formeln anrücken... 😁 ...wenn ich Euch, Rael_Imperial und Diabolomk, richtig verstehe, dürfte es diesen Fall ja garnicht geben...oder?
Immerhin sind wir jetzt schon 3, also martins42 dazu 😁
Und Maschinenbauvorlesungen habe ich auch besucht(waren Bestandteil des Studiums), diese Grundkenntnisse reichen aus um mit differenziertem Betrachtungswinkel auf die Lösung zu kommen. Viel mit Formeln muss man garnicht arbeiten. In der Tat fällt es mir sogar mit Diagrammen leichter Sachen zu verstehen.
Deswegen vermeide ich auch bei allgemeinen Erklärungen mit Formeln zu kommen, bisher habe ich wohl nur mal eine Einheit genannt.
Man darf übrigens nicht vergessen, wenn ein Hersteller Leistung oder Drehmomentplateaus angibt, heißt das noch lange nicht(quasi nie), dass sie so auch vorhanden sind!
Aber selbst wenn einem damit die Theorie recht gibt, was solls...
Keine Ahnung, obs hier schon gepostet wurde (hab mir den Thread ehrlich gesagt nicht komplett angetan), aber manche sagen, hier sei der Sachverhalt verständlich erklärt:
Gruss
Jürgen
Zitat:
Original geschrieben von Powermikey
Auf die Gefahr hin, dass ich mich bis auf die Knochen blamiere:
Na ja, nix für ungut, aber den Ingenieurstitel, den du führst, hast du in der Tat schon arg ramponiert.
Zitat:
Rael_Imperial und Diabolomk haben mich hier plattgemacht, weil diese Volltheoretiker nur einen Gang kennen.
Nein. Sie haben dich zurecht langgemacht dafür, dass du ihnen in recht starkem Ton Fehler unterstellt hast, wo keine waren. Was nicht zuletzt daran lag, dass du offenbar nur knapp die Hälfte dessen gelesen hattest, was sie geschrieben hatten, bevor du deine Antworten gezimmert hast.
Zitat:
Die Beschleunigung ist nunmal das Radmoment, richtig. Und das ist in höheren Gängen kleiner als in niedrigeren.
Wenn du schon für dich in Anspruch nehmen willst, über die Gültigkeit von anderer Leute Ingenieurs-Abschlüssen urteilen zu können, solltest du wissen, dass das so nicht stimmt. Das Radmoment
kannin einem höheren Gang, bei ansonsten gleichen Bedingungen, kleiner sein, und ist es auch
meistens. Aber eben nicht immer. Daher ist deine Allgemein-Aussage in der dargebotenen Form falsch.
Zitat:
Luftwiderstand u. s. w. bei <= 75 km/h noch komplett vernachlässigbar.
Ist er nicht. Bei 75 km/h ist ungefähr der Punkt, bei dem der Luftwiderstand die anderen Anteile des Fahrwiderstands zu überwiegen beginnt.