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 XX-Ghost
[...]
Mit meinem Bergauf-Beispiel (Seiten 5 und 8) täusche ich mich übrigens nicht.
[...]
Das mit den 400 Nm sowohl bei 2000 als auch 3000 U/min und dann unterschiedliche Beschleunigung?
Doch, du täuscht dich. Entweder deine Daten sind falsch oder du lebst in einem Sub-Universum mit anderen Naturgesetzen. (DAS lernt man an der Uni. Daten kritisch zu hinterfragen und nicht zu versuchen an Naturgesetzen zu rütteln. 😉 )
Wenn du Naturgesetze hinterfragen willst können wir gerne über Quantenkosmologie diskutieren. Da ist einiger Spielraum. Ist aber nicht für Autos relevant. 😉
Zitat:
Original geschrieben von martins42
Das mit den 400 Nm sowohl bei 2000 als auch 3000 U/min und dann unterschiedliche Beschleunigung?
...
Na logisch, weil bei 3000/min die 1,5-fache Leistung (gegenüber 2000/min). Bei identischem Drehmoment.
Jetzt hast du sich aber rausgekugelt. Oder nur falsch ausgedrückt?
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Na logisch, weil bei 3000/min die 1,5-fache Leistung (gegenüber 2000/min). Bei identischem Drehmoment.Zitat:
Original geschrieben von martins42
Das mit den 400 Nm sowohl bei 2000 als auch 3000 U/min und dann unterschiedliche Beschleunigung?
...
Jetzt hast du sich aber rausgekugelt. Oder nur falsch ausgedrückt?
Ich habe nur hinterfragt, ob wir von dem selben Szenario sprechen.
Und nein, verdammt, die Beschleunigung ist an den beiden Punkten des Drehzahlbands identisch solange man im selben Gang ist und wie vorausgesetzt das Drehmoment eben konstant.
Meine Fresse, das ist Trivialphysik. Ist das in diesem Thread immer noch nicht verstanden? 😠
Das wird mir langsam echt zu doof...
Den Angaben zum Drehmoment von den Herstellern darf man nicht trauen die gelten besonders bei Turbomotoren nur unter optimalen Bedingungen
Wenn man sich die Radzugkraftdiagramme anschaut dann macht es auch das Ganze auch Sinn
Beispiel:
Wenn man voll beschleunigt und der Turbo den vollen Druck aufgebaut hat dann ist die Beschleunigung gleichmäßig obwohl die Drehzahl schnell steigt
Wenn die Beschleunigung mit steigender Leistung besser wäre dann würde man immer schneller beschleunigen spätestens am Tacho erkennt man das das nicht so ist
Trotzdem muss man mindestens bis Nennleistung hochdrehen weil die Zugkraft im nächsten Gang extrem abfällt (zumindest in den unteren Gängen)
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Ich möchte es gerne verstehen.
Deshalb eine Bitte an die Drehmomentverfechter: schreibt mal bitte jemand etwas über die Audi-Multitronic?
Die sportliche Kennlinie für "maximale Beschleunigung" hält genau die Drehzahl der höchsten Leistung. Also eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments.
Die Kennlinie für günstigsten Verbrauch hält (logischerweise) die Drehzahl des max. Drehmoments.
Warum ist das so?
Und warum sind die so ziemlich besten Ingenieure der Welt in der Formel 1 so doof?
Max. ca. 350 Nm bei ca. 13.500/min (Auskunft von BMW), Nenndrehzahl ca. 19.000/min (die Werte sind nicht von 2014, sondern ein/zwei Jahre alt).
Warum gehen die schon, im Stand, bevor die Ampel überhaupt ausgeht, auf eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments und beschleunigen in dem Drehzahlbereich? Und warum beschleunigen sie aus jeder Kurve, in jeder Runde, 300 km lag, immer mit Drehzahlen weit über dem max. Drehmoment? Selbst nach dem Hochschalten sind sie noch über der Drehzahl des max. Drehmoments. Es ist oft genug für längere Zeit "onboard" die Drehzahl ... eingeblendet. Also bitte keine Diskussion, ob das so ist.
Könnte Alonso nicht den Vettel nach jeder Kurve ausbeschleunigen, wenn er mit etwas geringeren Drehzahlen fährt, im Bereich des max. Drehmoments? 😉
Irgendwie klaffen (eure) Theorie und Praxis (Audi, F1) auseinander.
Und das Raddrehmoment lässt sich formelmäßig aus der Motorleistung (nicht Drehmoment) ableiten.
Was ist den überhaupt die Frage, das ist doch alles schon tausendfach gesagt.
Sowohl diese Audi-Automatic in diesem Sportprogramm als auch die Formel 1 Fahrer wählen entsprechende dem Drehvermögen des Motors den kleinstmöglichen Gang um maximale Radzugkraft zu haben. Übersetzungsbedingt ist das für eine Geschwindigkeit x meist ein Gang k wo sich eine Drehzahl N oberhalb der Drehzahl des max. Drehmoment ergibt. Einfach deswegen weil der nächsthöhere Gang soviel länger übersetzt ist, dass das höhere Drehmoment bei einer niedrigeren Drehzahl das nicht kompensieren kann. Wie geschrieben, maximales Gesamtbeschleunigungsvermögen resultiert aus bestmöglicher Nutzung kleiner Gänge, wofür es Drehvermögen des Motors braucht, und dann bei hohen Drehzahlen genug Drehmoment, um die die steigenden Fahrwiderstände immer noch überwinden zu können.
Das ist aber nur die halbe Wahrheit:
a) Es ist nicht pauschal richtig, das maximale Drehvermögen des Motors immer auszunutzen. Es gibt Kombinationen aus Motoren und Getriebe die sich soweit in die fallende Flanke der Drehmomentkurve überdrehen lassen, das bei der Geschwindigkeit die Zugkraft im nächsthöheren Gang schon wieder höher ist.
b) Auch in der Formel 1 wird nicht immer das max. Beschleunigungsvermögen gesucht. Die Frage ist ja, wieviel Antriebsmoment der Reifen überhaupt noch übertragen kann, weil er z.B. in langen Kurven schon mit Querbeschleunigungskräften strapaziert ist. Da ist ein höherer Gang oft einfacher zu fahren, um ohne des Risiko zu hohen Leistungs-Übersteuerns den Grenzbereich ausloten zu können.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
...
Sowohl diese Audi-Automatic in diesem Sportprogramm als auch die Formel 1 Fahrer wählen entsprechende dem Drehvermögen des Motors den kleinstmöglichen Gang um maximale Radzugkraft zu haben. Übersetzungsbedingt ist das für eine Geschwindigkeit x meist ein Gang k wo sich eine Drehzahl N oberhalb der Drehzahl des max. Drehmoment ergibt. Einfach deswegen weil der nächsthöhere Gang soviel länger übersetzt ist, dass das höhere Drehmoment bei einer niedrigeren Drehzahl das nicht kompensieren kann.
...
Gut geschrieben und erklärt.
Aber das hier (Zitat oben) gilt eben nicht für ein stufenloses Getriebe wie die Multitronic ohne Gangstufen. Und trotzdem liegt die maximale Beschleunigung im Drehzahlbereich der Nennleistung. Komisch.
Aber ich glaube, ich bin jetzt hier aus Zeitmangel raus.
Viel Spaß noch.
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Ich möchte es gerne verstehen. (...)
Hallo XX-Ghost,
das Chaos und Unverständnis liegt daran, dass ihr euch über verschiedene Dinge unterhaltet, diese aber gleich bezeichnet. 😰 "Maximale Beschleunigng" ist nicht gleich "Maximale Beschleunigung". Betrachte einfach die Einheit dazu und die Sache wird klar.
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Die sportliche Kennlinie für "maximale Beschleunigung" hält genau die Drehzahl der höchsten Leistung. Also eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments.
Die Kennlinie für günstigsten Verbrauch hält (logischerweise) die Drehzahl des max. Drehmoments.Warum ist das so?
"Die sportliche Kennlinie für "maximale Beschleunigung" hält genau die Drehzahl der höchsten Leistung. Also eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments."
Was ist damit gemeint?
Die maximale Beschleunigung in m/s²?
Nope.
Was hier betrachtet wird, ist die Zeit in Sekunden zum Erreichen eines bestimmten Tempos oder zum Zurücklegen einer bestimmten Strecke.
Oder allgemeiner formuliert, hier geht es nicht um die maximale Beschleunigung in m/s² sondern darum, am schnellsten von A nach B zu kommen, indem man versucht so oft wie möglich die maximale Leistung einzusetzen. 😉
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Und warum sind die so ziemlich besten Ingenieure der Welt in der Formel 1 so doof?
Max. ca. 350 Nm bei ca. 13.500/min (Auskunft von BMW), Nenndrehzahl ca. 19.000/min (die Werte sind nicht von 2014, sondern ein/zwei Jahre alt).
Warum gehen die schon, im Stand, bevor die Ampel überhaupt ausgeht, auf eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments und beschleunigen in dem Drehzahlbereich? Und warum beschleunigen sie aus jeder Kurve, in jeder Runde, 300 km lag, immer mit Drehzahlen weit über dem max. Drehmoment? ...
"Warum gehen die schon, im Stand, bevor die Ampel überhaupt ausgeht, auf eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments und beschleunigen in dem Drehzahlbereich? Und warum beschleunigen sie aus jeder Kurve, in jeder Runde, 300 km lag, immer mit Drehzahlen weit über dem max. Drehmoment? ..."
Na weil man so mehr Leistung hat und damit schneller von A nach B kommt.
Hier wird wieder die Zeit betrachtet.
Würde man die Werte messen und vergleichen, würde man sie in Sekunden angeben. 😉
Wer ist schneller?
Na wer mehr Leistung auf den Boden bringt.
Was wird hier also betrachtet?
Der Fall der maximalen Leistung.
Was wäre der Fall der maximalen Beschleunigung in m/s²?
Na die Situation, in welcher der Bolide von Vettel am stärksten zulegt.
Wo wäre dies?
Na an der Stelle des maximalen Drehmoments. 😉
Zitat:
Könnte Alonso nicht den Vettel nach jeder Kurve ausbeschleunigen, wenn er mit etwas geringeren Drehzahlen fährt, im Bereich des max. Drehmoments? 😉
Wie unterscheiden sich diese zwei Situationen?
-> Betrachtung der Leistung
1. Fall: Alonso hat eine höhere Drehzahl = mehr Leistung = höhere Radzugkraft
2. Fall: Alonso hat eine tiefere Drehzahl = geringere Leistung = geringere Radzugkraft
Wann ist er absolut gesehen schneller?
Wann hat er die höhere Geschwindigkeit?
Wann legt er mehr Strecke bezogen auf die Zeit zurück?
Im 1. Fall.
-> Betrachtung der Beschleunigung
1. Fall wie oben: Alonso liegt dabei über dem Bereich des max. Drehmoments
2. Fall wie oben: Alonso liegt dabei im Bereich des max. Drehmoments
Wann beschleunigt er schneller?
Wann hat er den höheren Geschwindigkeitszuwachs?
Im 2. Fall.
Und worauf kommt es im Rennen an?
Auf die Zeit.
Wer am schnellsten ist, gewinnt.
Und wie setzt man dies um?
Indem man so oft wie möglich die maximale Leistung auf den Boden bringt und dabei so schnell wie nur möglich fährt.
Zitat:
Irgendwie klaffen (eure) Theorie und Praxis (Audi, F1) auseinander. ...
Nee, das passt schon.
Noch ein Hinweis zu deinem Beispiel mit den 400 Nm bei 2.000 und 3.000 U/min.
Woher hast du diese Werte? Aus dem Leistungsdiagramm?
Falls ja, ist mir klar weshalb dem Motor bei 2.000 U/min die Puste ausgeht. 😉
Die Werte im Leistungsdiagramm stellen den Fall dar, wenn der maximale Druck bereits anliegt.
Das Leistungsdiagramm stammt vom Motorprüfstand, wenn der Motor von oben nach unten abgebremst wird.
Wenn du in der Ebene aus dem Stand losfährst und auf 50 km/h bei 2.000 U/min im 3. Gang beschleunigst, liegt der maximale Druck und damit das maximale Drehmoment von 400 Nm garantiert noch nicht an.
Wenn du dann im zweiten Fall auf 75 km/h bei 3.000 U/min im 3. Gang beschleunigst, liegt auf jeden Fall ein höheres Drehmoment an, welches offenbar hoch genug ist, um den Berg zu erklimmen und sogar noch zu beschleunigen.
Felix, der Threadersteller, hat diesen Fehler auch gemacht, kam so aufs Glatteis und hat die falschen Schlüsse gezogen.
Auf dem Prüfstand (= Leistungsdiagramm) hat sein Motor bei 2.500 un 4.000 das gleiche maximale Drehmoment.
In der Praxis, wenn man den Motor von unten nach oben dreht und der Druck erst aufgebaut werden muss, jedoch nicht.
Fazit: Bei euch beiden lag im ersten Fall ein kleineres Drehmoment als im zweiten Fall an. 😉
VG myinfo
Schau dir die Radzugkraftdiagramme von z.B. myinfo an
Die Übersetzung bestimmt wieviel Radzugkraft auf die Straße kommt und der nutzbare Drehzahlbereich bestimmt wie kurz man die Gänge sinnvoll übersetzen kann
Bei der Formel 1 drehen die Motoren extrem hoch daher kann man das Getriebe sehr kurz übersetzen und man hat trotz eher magerem Drehmoment extrem viel Radzugkraft
Bei der Multitronic von Audi sieht man auch an den Radzugkraftdiagrammen warum die Nennleistung gehalten wird
Ein stufenloses Getriebe hat unendlich viele Übersetzungen daher kann die Drehzahl genau an dort gehalten werden wo die Radzugkraft anfängt extrem abzufallen nämlich bei der Nennleistung
Im Radzugdiagramm hat man dann immer die beste mögliche Radzugkraft und diese fällt mit steigender Geschwindigkeit immer weiter davon muss aber noch den schlechten Wirkungsgrad abziehen (+ die Übersetzung ist beschrängt) denn in der Realität beschleunigt die Multitronic etwa genauso schnell oder langsamer als der Handschalter
Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Gut geschrieben und erklärt.Zitat:
Original geschrieben von martins42
...
Sowohl diese Audi-Automatic in diesem Sportprogramm als auch die Formel 1 Fahrer wählen entsprechende dem Drehvermögen des Motors den kleinstmöglichen Gang um maximale Radzugkraft zu haben. Übersetzungsbedingt ist das für eine Geschwindigkeit x meist ein Gang k wo sich eine Drehzahl N oberhalb der Drehzahl des max. Drehmoment ergibt. Einfach deswegen weil der nächsthöhere Gang soviel länger übersetzt ist, dass das höhere Drehmoment bei einer niedrigeren Drehzahl das nicht kompensieren kann.
...Aber das hier (Zitat oben) gilt eben nicht für ein stufenloses Getriebe wie die Multitronic ohne Gangstufen. Und trotzdem liegt die maximale Beschleunigung im Drehzahlbereich der Nennleistung. Komisch.
Aber ich glaube, ich bin jetzt hier aus Zeitmangel raus.
Viel Spaß noch.
*Seufz*
Doch, gilt auch stufenlose Getriebe. Dadurch, dass beim Volllastbeschleunigen die Drehzahl bei der Nennleistung oder sogar knapp drüber gehalten wird, kann das Getriebe die kürzeren Übersetzungen länger halten. Und genauso wie beim Schaltgetriebe bringt die kürzere Übersetzung mehr Radzugkraft als das höhere Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen und dafür längerer Übersetzung bringen würde.
Zitat:
Original geschrieben von RedRunner10
Bei der Formel 1 drehen die Motoren extrem hoch daher kann man das Getriebe sehr kurz übersetzen und man hat trotz eher magerem Drehmoment extrem viel Radzugkraft
Und was ist Radzugkraft? Drehmoment! Abgeleitet aus was? Rad
leistung!Das Drehmomentmaximum am
Radist also ein anderes als das des Motors?
😁
[...]
Zitat:
Original geschrieben von myinfo
"Warum gehen die schon, im Stand, bevor die Ampel überhaupt ausgeht, auf eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments und beschleunigen in dem Drehzahlbereich? Und warum beschleunigen sie aus jeder Kurve, in jeder Runde, 300 km lag, immer mit Drehzahlen weit über dem max. Drehmoment? ..."Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Und warum sind die so ziemlich besten Ingenieure der Welt in der Formel 1 so doof?
Max. ca. 350 Nm bei ca. 13.500/min (Auskunft von BMW), Nenndrehzahl ca. 19.000/min (die Werte sind nicht von 2014, sondern ein/zwei Jahre alt).
Warum gehen die schon, im Stand, bevor die Ampel überhaupt ausgeht, auf eine Drehzahl jenseits des max. Drehmoments und beschleunigen in dem Drehzahlbereich? Und warum beschleunigen sie aus jeder Kurve, in jeder Runde, 300 km lag, immer mit Drehzahlen weit über dem max. Drehmoment? ...Na weil man so mehr Leistung hat und damit schneller von A nach B kommt.
Hier wird wieder die Zeit betrachtet.
Würde man die Werte messen und vergleichen, würde man sie in Sekunden angeben. 😉
Wer ist schneller?
Na wer mehr Leistung auf den Boden bringt.
Was wird hier also betrachtet?
Der Fall der maximalen Leistung.Was wäre der Fall der maximalen Beschleunigung in m/s²?
Na die Situation, in welcher der Bolide von Vettel am stärksten zulegt.
Wo wäre dies?
Na an der Stelle des maximalen Drehmoments. 😉
Du vergallopierst dich da etwas. Der Bolide vom Vettel - oder wem auch immer - geht am besten an der Stelle des max.
Rad-Drehmoments.
Und um dieses zu schöpfen geht es letztlich um möglichst kleinen Gang bei dann hoher Motordrehzahl mit (noch) ausreichend Drehmoment, also letztlich der Leistung.
In diesem Sinne unterscheidet es sich nicht, ob man a in m/s² betrachtet oder die Sekunden für den Quartermile-Sprint oder 0 - 100km/h.
Die Maximierungstrategie ist dafür immer dieselbe. Möglichst kleine Gänge möglichst lang - grad bis zu dem Punkt wo die Radzugkraft wegbricht -, woraus sich in Folge hohe Drehfähigkeit aka Leistung ergeben.
Zitat:
Original geschrieben von martins42
Du vergallopierst dich da etwas. Der Bolide vom Vettel - oder wem auch immer - geht am besten an der Stelle des max. Rad-Drehmoments. ...Zitat:
Original geschrieben von myinfo
Was wäre der Fall der maximalen Beschleunigung in m/s²?
Na die Situation, in welcher der Bolide von Vettel am stärksten zulegt.
Wo wäre dies?
Na an der Stelle des maximalen Drehmoments. 😉
Hallo Martin,
und wo liegt dies? Beim maximalen Motor-Drehmoment. 😉
VG myinfo
Zitat:
Original geschrieben von martins42
*Seufz*Zitat:
Original geschrieben von XX-Ghost
Gut geschrieben und erklärt.Aber das hier (Zitat oben) gilt eben nicht für ein stufenloses Getriebe wie die Multitronic ohne Gangstufen. Und trotzdem liegt die maximale Beschleunigung im Drehzahlbereich der Nennleistung. Komisch.
Aber ich glaube, ich bin jetzt hier aus Zeitmangel raus.
Viel Spaß noch.
Doch, gilt auch stufenlose Getriebe. Dadurch, dass beim Volllastbeschleunigen die Drehzahl bei der Nennleistung oder sogar knapp drüber gehalten wird, kann das Getriebe die kürzeren Übersetzungen länger halten. Und genauso wie beim Schaltgetriebe bringt die kürzere Übersetzung mehr Radzugkraft als das höhere Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen und dafür längerer Übersetzung bringen würde.
Und entweder hat man das verstanden oder eben nicht...
Zitat:
Original geschrieben von myinfo
Hallo Martin,Zitat:
Original geschrieben von martins42
Du vergallopierst dich da etwas. Der Bolide vom Vettel - oder wem auch immer - geht am besten an der Stelle des max. Rad-Drehmoments. ...und wo liegt dies? Beim maximalen Motor-Drehmoment. 😉
Nein, nicht zwingend. Du unterschlägst dabei nämlich, dass man bei einer Geschwindigkeit X da die Auswahl zwischen 2 bis 3 Gängen hat.
Bei meinem Wagen z.B. habe ich das maximale Raddrehmoment typischerweise 2 Gänge tiefer, als wenn ich den Gang so wählen würde, dass ich bei der Drehzahl des maximalen Motordrehmoment raus komme.