Unterschied zwischen PS und Drehmoment

[Samplatiner]

Hi

Ich hätte mal ne saublöde Frage die mich schon längers beschäftigt:

Wenn man einen Motor hat und dess KRAFT misst, bekommt man unter Umständen die gleichen PS/kW raus, aber unterschiedliche Drehmoment.

wo ist denn da der Unterschied, also ganz praktisch? Wie misst man denn das? Weil beides ist ja in einer Art und Weise Kraft...
Ich weis, kW=J/s, und Drehmoment N*m, aber das hilft mir auch nicht wirklich weiter.
Zudem hab ich gehört, dass Drehmoment tendenziell eher vom Hubraum abhängt, während PS mehr Drehzahlabhängig ist.


Weis da jemand etwas genaueres?

[Saugwurmmensch]

Hab ich damals in der MO gelesen und fand ich ganz gut geschrieben:
http://www.tuning-fibel.de/kolumne/drehmoment-luege.php

Der Ulf Penner schreibt eh sehr gute Sachen. Und auch seine Tuningfibel ist lesenswert, wenn auch stellenweise etwas spärlich.

Was da steht ist in gewissen Teilen nicht richtig.

edit: Drehmoment ist im Grunde nichts weiter als eine Kraft mit einem Hebel, eine Kraft im Kreis. Wenn man - zur Vereinfachung - das Getriebe ausblendet und das Ritzel direkt auf die Kurbelwelle setzt, dann überträgt die Welle ein Drehmoment. Das ist natürlich mit Getriebe genau so. Durch das Ritzel baut man einen Hebel dran (halber Radius des Ritzels). Legt man nun die Kette drauf und gibt Gas, zerrt eine Kraft an der Kette.

Die wirkt logischerweise übertragen durch die Kette auch hinten am Kettenrad und letztendlich am Rad. Das Rad bringt die Kraft durch die Reibung des Gummis auf die Straße, was letztendlich den Vortrieb bewirkt.

Leistung hingegen ist eine rein rechnerische Größe die sich aus Drehmoment, Drehzahl und Faktoren zusammensetzt. Man kann durch die Leistung eine wage Aussage über die mögliche Endgeschwindigkeit treffen, nicht aber über das Beschleunigungsvermögen.

[fischli91]

aber sein Abschlusssatz ist nett

[Saugwurmmensch]

Zitat von acid

Was da steht ist in gewissen Teilen nicht richtig.

Na da lehnt sich aber jemand weeeeeiiiit aus dem Fenster

Schieß los !

Zitat von Saugwurmmensch

Na da lehnt sich aber jemand weeeeeiiiit aus dem Fenster

Schieß los !

Die Argumentation mit der Übersetzung, lese ich ständig. Beantwortet die Frage aber nicht richtig. Auch sagt Leistung nicht direkt aus, wie gut ein Fahrzeug respektive Motor beschleunigen kann. Hier werden Argumentationen durcheinander gewürfelt.

Allein der Titel ist reißerisch. Physik lügt nicht. Hier ist nur jemand nicht in der Lage, die Zusammenhänge zu erkennen.

[Goo]

folgendes sagt mein tafelwerk
Energie E (drehmoment): Einheit [Newton Meter]
Leistung P: Einheit [Watt] oder [Newton Meter pro Sekunde] (Nm mal s hoch minus eins...also Nm durch s...na ihr wisst schon)
die leistung ist also das drehmoment über die zeit betrachtet...bzw im motor über die drehzahl...

beispiel aus dem leben:

mein auto:
astra g 1,7 diesel 75PS, 165Nm
kumpel:
vectra b 2,0 benziner 136PS, 188Nm

beide haben das gleiche getriebe (F17)...also identische übersetzungen...

nun haben fahrten die wir zusammen unternommen haben ergeben, dass beide autos bis ca 3,5k u/min in etwa gleich schnell sind (zB 80-120kmh im höchsten gang...)
und nun kommt der springende punkt...da wo ich schalten mußte weil beim diesel nix mehr passiert (spätestens 3,5-4k u/min) konnte mein kumpel den gang voll durchziehen bis 6,5k u/min (so er denn wollte)...und da kommt die höhere leistung her...
das höhere drehmoment hat der 2.0 benziner übrigens in drehzahlbereichen von denen mein kleiner selbstzünder nur träumen kann...man kann also vereinfacht davon ausgehen, dass von 1,7 bis 3,5k u/min die gleiche energie freigesetzt wird....und nur die drehzahl die musik bei der leistung spielt...

Die Drehzahl in Verbindung mit dem Verlauf des Drehmoments. Daher nützt es Dir als Dieselfahrer nichts, die Gänge sonderlich weit auszufahren. Da kommt dann kein Drehmoment = Kraft = Vortrieb mehr.

Ein Benziner mit dem selben maximalen Drehmoment bei einer höheren Drehzahl als der Diesel hat faktisch mehr Leistung, beschleunigt aber nicht schneller, da die Maximalkraft = maximales Drehmoment die selbe ist wie beim Diesel. Der Benziner kann allerdings durch das spätere Anliegen schneller werden als der Diesel.

[Jais]

Deine Ausführung gilt nur unter der Bedingung, dass man nur einen Gang betrachtet. Das ist aber bei jedem Kraftfahrzeug nicht der Fall.

Demzufolge gilt: Je größer die Kraft am Hinterrad, die auf den Asphalt übertragen wird, desto größer ist die Beschleunigung.

Um diese Kraft berechnen zu können, braucht man noch die Primärübersetzung, die Übersetzung des jeweiligen Gangs und bei Motorrädern die Sekundärübersetzung sowie den Radius des Antriebsrades.

Da ich das für die GS schon mal durchgerechnet habe, gebe ich das noch mit an:

Primärübersetzung: 2.7142
Sekundärübersetzung: 39:16 = 2.4375
1. Gang: 2.3615
2. Gang: 1.7777
3. Gang: 1.3809
4. Gang: 1.125
5. Gang: 0.9615
6. Gang: 0.8518

Um den Radius zu berechnen, gibt es genügend Rechner im Netz. Google weiß Rat.
Ich nehme den Standardreifen der GS: 130/70 17 r=30.7cm

Nach folgender Formel kann man die Kraft am Hinterrad berechnen:

F= (Ü_primär * Ü_sekundär * Ü_gang * Nm@U)/r edit: in der Zeile hatte sich ein Fehler eingeschlichen

Wenn man das mit genügend Werten berechnet und die Kurven dann plottet, sieht das dann ca. so aus wie im Bild unten eingefügt:

Nachbemerkung 1:

Da man unter normalen Umständen das nicht für jeden Motor und Getriebe durchrechnen will und man die Drehmomentkurven verschiedener Motoren nicht vergleichen kann, gibt es die Leistungskurve, die unabhängig der Getriebeübersetzung Vergleiche zulässt. Steht ja auch schon in der Tuningfibel.

Nachbemerkung 2:

Eine Variomatik ist ein stufenloses Getriebe. Die konstante Drehzahl für die maximale Beschleunigung, also maximale Kraft am Hinterrad erreicht man bei dem Leistungsmaximum, nicht bei dem Drehmomentmaximum. edit2: Hier war noch ein Fehler.
http://forum.gs-500.de/attachment.ph...1&d=1244127029

[Goo]

und wenn wir wirklich rein die motren vergleichen und den zusammenhang verstehen wollen können wir uns folgende zwei grafiken mal anschauen...

betrachtet man die erste grafik und liest die leistungskurve bei 3k u/min ab wird man dort kanpp über 50kW ablesen...
beim benziner (2. grafik) liest man bei 3k touren ebenfalls knapp über 50kW ab...

da der benziner nun aber das drehmoment länger halten kann steigt die leistungskurve weiter steil an, während sie beim diesel aufgrund des stark fallenden drehmoments nurnoch sehr flach verläuft und dem ende entgegensieht...

die verfügbare kraft zB an der stelle u/min = 2500 ist dabei fast identisch...also gleiche beschleunigung weil gleiche kraft ans hinterrad...ähhh...vorderrad beim auto

[Samplatiner]

das heißt, wenn ich die ungefähre Beschleunigung wissen will, multipiziere ich einfach das Drehmoment mit der Leistung (ist ja meistens ungefähr im gleichen Drehzahlbereich)? Bei wie vielen Drehzahlen das ist, ist egal, hauptsache das Ergebnis ist groß, oder?

[Goo]

nein

die beschleunigung errechnet sich aus der von jais beschriebenen kraft die am hinterrad ankommt und einigen faktoren mehr...

die formel lautet m*x(zweipunkt, also zweite ableitung nach der zeit)=F resultierend

m ist die massedie bewegt wird (zB dein moped mit dir drauf)...
x zweipunkt ist die beschleunigung...danach wird die formel umgestellt
und für F res mußt du alle Kräfte einsetzen die du so antriffst beim beschleunigen...also zB den Luftwiederstand, den Reibungswiederstand von Reifen zur Straße (jeweils negatives vorzeichen)
und mit positivem vorzeichen (vorausgesetzt dein koordinatensystem zeigt in fahrtrichtung) die Kraft die am hinterrad ankommt...

EDIT: wenn du drehmoment mal leistung rechnest kommt blödsinn raus...und zwar N*m*N*m/s = (N²*m²)/s...also quadrat newton meter pro sekunde

EDIT2: die beschleunigung ist jedoch meter durch quadrat sekunde [m/s²]

EDIT3: von Jais gefundene fehler in formel korrigiert

[Samplatiner]

ok, danke euch
zum Ausrechnen ist das mir zu viel Arbeit, aber das System hab ich verstanden

[Sonic]

Also das der Ulf was falsches sagt kann ich mir nicht vorstellen. Den Artikel habe ich vor Ewigkeiten mal gelesen und falsch ist er sicher nicht, vielleicht nicht völlig einfach zu verstehen.

Zum einen: die maximale Geschwindigkeit steht mit der Leistung und der Endübersetzung (heutzutage zu erreichen im letzten Gang) felsenfest.

Mit der gegebenen Leistung kann man sich halt fortbewegen. Gegen Widerstände: Wind und Wetter und so. Diese Widerstände nehmen mit der Geschwindigkeit zu und bedürfen einer immer größeren Kraft, die der Motor hervorzaubern muß. Okaay soweit. Kraft mal Geschwindigkeit ist Leistung. Steigen die Fahrwiderstände mit zunehmender Geschwindigkeit (das tun sie), steigt also der Leistungsbedarf, diese Geschwindigkeit zu fahren.

Jetzt ist es aber nicht mit irgendwie F = m * a oder was getan. Die Formel ist echt nicht dafür zu gebrauchen. Der Astra-treiber von oben hat schon ganz viel zusammen und mal wirklich hilfreiche kurven (und zwei Motoren und alles!). Also wie man sieht ist die Leistung von der Drehzahl des Motors abhängig. Motordrehzahl und gefahrene Geschwindigkeit hängen über das Getriebe (usw.) zusammen.

Was ist jetzt die erreichbare Höchstgeschwindigkeit? Ganz einfach: wenn ich so schnell fahre, das die Widerstände meine maximal Leistung auffressen. Die Widerstände sind fahrzeugspezifisch (c_w Wert, Rollwiderstand und so...) genau wie die Leistung. Der Witz ist jetzt aber, das Getriebe muß auf Höchstgeschwindigkeit ausgelegt sein. Übersetze ich zu kurz, geht die Leistung wieder runter, bevor ich den theoretisch möglichen Spee erreicht habe oder der Motor kann nicht schneller drehen und der Speed wird nicht mehr. Übersetze ich zu lang, dann ist früher schluß.

Es gitb eine als "optimal" bezeichnete Übersetzung, bei der der Motor seine maximal Leistung genau dann erreicht, wenn die Karre so schnell fährt, um diese Leistung zu brauchen.

Okay, jetzt kommt ihr und meint: die Leistung wird ja immer voll genutzt, bei jeder Geschwindigkeit. Fast! Sagen wir man fährt hundert und braucht dazu 10kW. Über runterschalten oder Kupplung hole ich aber aus dem Motor raus was er hat, z.B. 50kW. Was passiert dann? Die Differenz von 40kW bezeichnet man als "Zugkraftreserve" und geht voll in die Beschleunigung. Bis halt V_max erreicht ist.

Mekrt man ganz gut an Steigungen: kommste an mit Höchstgeschwindigkeit im letzten Gang (und man hat jetzt keinen "überdrehend" ausgelegten BMW, sondern einen Astra) und auf einmal geht Drehzahl und Speed runter. An der Steigung braucht man halt mehr Leistung, die der Motor nicht hat. Man Beschleunigt also negativ udn wird langsamer. Der Scheiß ist jetzt, daß der Motor bei niedrigeren Drehzahlen i.d.R. noch weniger Leistung hat. Ein Teufelskreis der auf den Autobahnen durchs bergische mich oft genug in den dritten schalten läßt... (Es ist tatsächlich möglich im letzten Gang angeschossen zu kommen und am Ende ist man gezwungen zum Runterschalten, weil die zurückgehende Leistung mit dem Bedarf nie in Gleichgewicht gerät. Verdammter Golf.)

Aus der Zugkraftreserve tatsächlich Aussagen über das Beschleunigungsvermögen zu machen ist schwierig. Weil wenn man beschleunigt ändern sich die Widerstände weil das Tempo zunimmt - werden mehr - und mit der Motordrehzahl - die nach oben geht - auch die zur Verfügung stehende Leistung. Und irgendwie kann man unter all diesen Kurven sicher eine Fläche finden die einem irgendwie verraten könnte, was man mit Stoppuhr und Tacho viel einfacher herausbekommt: der zeitliche Verlauf der Beschleunigung.

(Umgedreht kann man damit ürbigens auch den Luftwiderstand bestimmen: bei V_max einfach kupplung ziehen und die runterrauschende Tachonadel beobachten. Aus deren zeitlichen Verlauf läßt sich der momentane Leistungsbedarf (Rollen durch den Wind) bestimmen und ab so 70km/h ist der Luftwiederstand absolut dominierend. In die Leistung, die ich brauche um den zu überwinden geht dann die Geschwindigkeit hcoh drei ein (quadratisch in die Kraft mit F = c_w * A * v^2 und noch einmal weil Power ja P = F * v ist)... naja... darueber kann man dann den c_w Wert bestimmen oder sich gedanken machen, wieviel Zähne das Blatt hinten haben muß um mit der Leistung die man unterm Arsch hat alles rauszuholen.)

Die lange Antwort war nötig, weil ich schon seit irgendwie 2 Jahren hier nix mehr getippt habe und das einfach raus musste

[berndy]

Das ist ja alles schön und vor allen Dingen schön theoretisch.

Vll. macht es die Praxis etwas anschaulicher:

Früher gab es eine Rennklasse bis 50 cm³. Die hatten so um die 17-20 PS aber ein mikriges Drehmoment.

Kreidler Van Veen baute daher für den kleinen Renner mit einem 6-Gang-Getriebe ein Vorgelege, so ergaben sich bis zu 18 schaltbare Gänge damit der Motor immer am Leistungsmaximum betrieben werden konnte. Wegen dem mikrigen Drehmoment wäre bei weniger Gängen einfach kein renntauglicher Vortrieb gekommen. Der kleine Motor hätte nach jedem Schaltvorgang ewig gebraucht um wieder auf die Maximalleistung zu kommen. Die Vmax lag, je nach Übersetzung, bei ca. 200 km/h.

Die älteren 250er Motoren, mit gleicher Leistung jedoch höherem Drehmoment, kamen mit einem 4- oder 5- Gang-Getriebe aus, erreichten aber nur so ca. 125 km/h

Um das Ganze ganz kurz aber dafür untheoretisch zu machen:

Hohes Drehmoment = guter Durchzug, Beschleunigung, hohe Elastizität.

Hohe Leistung = hohe erreichbare Maximalgeschwindigkeit.

Großer Hubraum = hohes Drehmoment.

Hohe Drehzahl = hohe Leistung.

Großer Hubraum+hohe Drehzahl = hohes Drehmoment+hohe Leistung.

Langhuber entwickeln ein höheres Drehmoment als Kurzhuber, dafür aber weniger Leistung, weil sie keine hohen Drehzahlen verkraften.

Große bewegte Massen = hohes Drehmoment, jedoch sind keine hohen Drehzahlen möglich, was die Leistung begrenzt

Lange Ansaugwege sorgen für ein höheres Drehmoment jedoch geringere Spitzenleistung, bei kurzen Ansaugwegen ist es umgekehrt.

Mit entsprechenden Getrieben kann man hohe Drehzahlen in ein hohes Drehmoment umwandeln, was man besonders beim Fahrrad merkt. Kleiner Gang für Bergauffahrten, großer Gang auf ebener Strecke zum Geschwindigkeit machen.

Jetzt kommt noch der 27 PS-Traktor und ein 27 PS Motorrad. Wer fährt schneller und wer kann mehr ziehen? Der Traktor hat ein höheres Drehmoment aber eine wesentlich geringere Höchstgeschwindigkeit.

Das Drehmoment ist auch von den bewegten Massen, dem Verbrennungsdruck, der Kolbenbodenfläche, der Zylinderzahl usw. abhängig. So kann man leider nicht einfach unterschiedliche Motoren miteinander vergleichen.

[Jais]

Zitat von Goo

EDIT: wenn du drehmoment mal leistung rechnest kommt blödsinn raus...und zwar N*m*N*m/s = (N²*m²)/s...also quadrat newton meter pro sekunde

EDIT2: die beschleunigung ist jedoch meter durch quadrat sekunde [m/s²]

Jetzt ist richtig.

Zitat von Sonic

Jetzt ist es aber nicht mit irgendwie F = m * a oder was getan. Die Formel ist echt nicht dafür zu gebrauchen.

Die Formel ist schon zu gebrauchen, man muss die Kräfte zusammenfassen, wie Goo beschrieben hat. In Fahrtrichtung wäre das die Kraft, die am Hinterrad anliegt und das Fahrzeug antreibt. Gegen die Fahrtrichtung sind alle Gegenkräfte wie Rollreibung und Luftwiderstand. Weiß man das nicht, hat man 2 Unbekannte und kann die Formel selbstverständlich dann nicht nutzen.

[Goo]

Zitat von Jais

Jetzt ist richtig.

siehste...so gehts los

[Saugwurmmensch]

Zu Sonics Post mal eine kleine Grafik:

[Sonic]

Zitat von Jais

Jetzt ist richtig.


Die Formel ist schon zu gebrauchen, man muss die Kräfte zusammenfassen, wie Goo beschrieben hat. In Fahrtrichtung wäre das die Kraft, die am Hinterrad anliegt und das Fahrzeug antreibt. Gegen die Fahrtrichtung sind alle Gegenkräfte wie Rollreibung und Luftwiderstand. Weiß man das nicht, hat man 2 Unbekannte und kann die Formel selbstverständlich dann nicht nutzen.

Fast. Diese Formel beschreibt den Zusammenhang zwischen einer wirkenden Kraft F und einer Trägheit - z.B. m und der möglichen Beschleunigung, die dieser Satellit im All erfahren würde. Was ist aber mit den Drehträgheiten? Was ist damit, daß die Kraft - aus der Leistungskruve des Motors (über Drehmoment und Drehzahl) sich im Beschleunigungsverlauf verändert?

Fakt ist: die Formel ist für Satellitendynamik perfekt, bei Drehbewegungen würde ich eher mit M = J * omega-punkt gehen (und wow: M ist das Drehmoment, das es doch noch zu was gut ist...).

Und oh furchtbar: beim Leistungsbedarf für die Beschleunigung gehen die Übersetzungen für die Drehträgheiten (also Räder und so'n Kram) auch noch mit ihrem Quadrat ein...

Jais: Maximale Kraft wirkt bei maximalem Drehmoment. Maximale Drehzahl macht eh keinen Sinn, da ist in der Regel kaum mehr Drehmoment verfügbar.

Krafti: Ja, man baut sich ein Getriebe, um dieses bisschen Drehmoment so oft wie möglich abfragen zu können (durch Schalten). Da dieser Bereich sehr eng ist, sind die vielen Gänge nötig.

Sonic: Sehr gut geschrieben.

[Starrider]

@Sonic: Schreib doch bitte ein Buch zum Thema Kraftfahrzeugphysik für Interessierte. So hab ich sogar durchgeblickt!

[Saugwurmmensch]

Als Triebwerksdesigner muss er das ja nicht auf FAHRzeuge beschränken

[Jais]

@sonic
Ich glaube, du hast nicht ganz verstanden, worauf ich hinaus will. Die Kraft, die am Hinterrad auf den Asphalt übertragen wird, ist schon gegeben. F_a, ablesbar aus dem Diagramm, dass ich gepostet habe.

Kurzes Zitat aus Bernd Heißing's Fahrwerkhandbuch

Um den Bewegungszustand eines Fahrzeugs mit der Gesamtmasse m (Leergewicht plus Zuladung) von der Geschwindigkeit v1 auf v2 mit der Beschleunigung a = dv / dt zu ändern, muss der Trägheits- oder Beschleunigungswiderstand F_C überwunden werden. Bei instationärer Fahrt muss also neben den Fahrwiderständen Rad-, Luft- und Steigungswiderstand ebenfalls den Trägheitskräften F_C Rechnung getragen werden:

Wie Goo schon beschrieben, errechnet sich F_Ges aus F_a und dem obigen F_C
F_Ges = F_a - F_C

Dann kann man die Formel F=m*a verwenden und alle Widerstände sind dort eingeflossen.

Das F_C abhängig von der Geschwindigkeit und F_a nicht konstant ist, sollte klar sein.


@acid

Ich habe bei mir einen Fehler drin. Selbstverständlich meinte ich nicht die maximale Drehzahl, sondern das maximale Drehmoment.

Zitat von Jais

Eine Variomatik ist ein stufenloses Getriebe. Die konstante Drehzahl für die maximale Beschleunigung, also maximale Kraft am Hinterrad erreicht man bei dem Leistungsmaximum, nicht bei dem Drehmomentmaximum.

Ich werde das oben korrigieren.

@SWM: Ich glaube der Fehler im Link von weiter oben liegt darin, dass man die MT aus dem Beispiel genau so anders übersetzen muss wie die Gixxer. Sonst ists logischerweise nicht vergleichbar, wenn man dem einen Motorrad ein anderes Getriebe/Übersetzung spendiert und dem anderen nicht.

[Jais]

Nein, das ist kein Fehler. Durch das größere Drehzahlband kann man eine kürzere Übersetzung wählen, um die gleichen Endgeschwindigkeiten zu erreichen.

Wenn man der Gixxer das Getriebe der MT spendiert, kann man auch nicht mehr vergleichen. Ja, dann ist das Drehmoment an der Hinterradachse der MT größer im Gegensatz zu der GSXR. Die theoretische Endgeschwindigkeit liegt dann bei dem 2.5 fachen der MT. Das ist viel zu lang übersetzt.

[Timmy O'Toole]

@Jais

was sonic meint, ist, dass man alle rotierenden Teile (Räder, Kupplung usw.) sozusagen doppelt beschleunigen muss. Nämlich einmal linear in Fahrtrichtung und dazu noch um ihre jeweilige Rotationsachse.

Für die lineare Beschleunigung kann man mit F=m*a rechnen,
für die Drehbewegungen muss M=J* omega punkt verwendet werden, wobei es schwierig sein wird das Trägheitsmoment J zu bestimmen.

Alles in allem ist eine Berechnung der Beschleunigung nur aus dem Drehmoment des Motors, der Übersetzung und dem Fahrzeuggewicht also mehr als ungenau bzw. sehr komplex, wenn alle Faktoren mit eingerechnet werden.

Zitat von Jais

Nein, das ist kein Fehler. Durch das größere Drehzahlband kann man eine kürzere Übersetzung wählen, um die gleichen Endgeschwindigkeiten zu erreichen.

Wenn man der Gixxer das Getriebe der MT spendiert, kann man auch nicht mehr vergleichen. Ja, dann ist das Drehmoment an der Hinterradachse der MT größer im Gegensatz zu der GSXR. Die theoretische Endgeschwindigkeit liegt dann bei dem 2.5 fachen der MT. Das ist viel zu lang übersetzt.

Nein ich meinte im gleichen Maße verändern. Nicht die gleiche Übersetzung.

Wenn man beide Motoren mit Standardübersetzung betrachtet, hat die MT die größte Spitze. Die Fläche unter der Kurve der Gixxer MÜSSTE aber größer sein. Das heißt die MT kann in der Standardübersetzung punktuell am stärksten beschleunigen, allerdings in einem kleineren Drehzahlbereich als die Gixxer. Die gesamt verfügbare Kraft ist vermutlich kleiner als die der Gixxer, weil diese höher drehen kann.

Wenn man nur das erste Diagramm betrachtet, sagt die Fläche unter der Drehmomentkurve in einem genau bestimmten Drehzahlbereich aus, wie viel Kraft zur Verfügung steht. Meinetwegen jeweils 1000 Umdrehungen über und unter dem Drehmomentmaximum. Dann ist die Fläche unter der Kurve der Gixxer kleiner, weil flacher.

[Jais]

Das ist schon korrekt, was Sonic sagt. Es geht mir ja nur darum, ob man besagte Formel nutzen darf oder nicht.

Ich hab dieses Mal vergessen, zu sagen, woraus ich mein Diagramm erstellt habe. Nämlich von dort: http://forum.gs-500.de/showthread.php?t=11866

Ab da interessieren mich alle rotierenden Teile im Motor, Getriebe und Sekundärantrieb nicht mehr. Die sind schon in der Kurve mit drin.

Die restlichen Widerstände habe ich alle mit F_C zusammen gefasst.
Du kannst ja mal nachrechnen, wie weit die Translation des Vorderrades signifikant ist im Vergleich zu der Gesamtmasse. Das ist gar nicht so viel.

@acid
Wenn du das Getriebe im gleichen Maße änderst, wie Ulf das bei der Gixxe gemacht hat, dann wird die MT ja noch langsamer.

Ich gehe davon aus, dass die Rechnung mit dem Flächenintegral falsch ist. Es wird ja völlig außer Acht gelassen, das zwischen Kurbelwelle und Hinterrad das Getriebe und die Sekundärübersetzung kommt. Was würde denn deiner Meinung nach für eine Einheit heraus kommen?

[Timmy O'Toole]

stimmt. Die Leistung wurde ja über das Hinterrad ermittelt, dann bleibt tatsächlich nur noch das Vorderrad als rotierendes Teil übrig.

Hast Recht, wird vermutlich nicht viel aus machen

Zitat von Jais

@acid
Wenn du das Getriebe im gleichen Maße änderst, wie Ulf das bei der Gixxe gemacht hat, dann wird die MT ja noch langsamer.

Ja, womit die Drehmomentkurve höher wird. Mir gehts hier ja um die Beschleunigung (aufgrund wirkender Kraft) und im Artikel ist die Frage nach dem "kräftigeren" Motorrad.

Ich gehe davon aus, dass die Rechnung mit dem Flächenintegral falsch ist. Es wird ja völlig außer Acht gelassen, das zwischen Kurbelwelle und Hinterrad das Getriebe und die Sekundärübersetzung kommt. Was würde denn deiner Meinung nach für eine Einheit heraus kommen?

Ich rede davon, was aus dem Motor kommt. Was man danach mithilfe des Getriebes anstellt, steht auf einem anderen Blatt. Logischerweise verbaut man ein Getriebe, das zur Motorcharakteristik passt. Das ändert aber nichts an den Kenndaten, respektive Fähigkeiten des Motors.

[Jais]

Wenn man eine bestimmte Drehzahl betrachtet, kann man schon sagen, der Motor der MT ist stärker als das der GSXR. zB. bei 4000 U/min. Aber wie schaut es denn bei 10000 U/min aus? Da ist zweifelsfrei der Vierzylinder stärker, denn so hoch kommt nicht die MT.

Du lässt ja außer Acht, dass die Gixxer mehr als das doppelte Drehzahlband zur Verfügung hat. Es ist nicht das wichtige, was wann stärker ist, sondern was mehr leistet, egal wie.

Siehe dazu Ulfs Bsp. mit den Frauen. Die eine ist stärker, die andere schneller. Braucht die stärkere länger als die schnellere für die 100kg Kohlen 10km schleppen, mag sie zwar noch die Stärkere sein, aber auch die Leistungsschwächere.


Noch mal zu dem Flächenintegral:
Betrachtet man die Flächen mit den richtigen Integrationsgrenzen, nämlich 0 und Drehzahlmaximum, dann ist die Fläche der MT wesentlich kleiner. Als Einheit müsste da 1Nm *1/s raus kommen, dass wäre 1W.

Zitat von Jais

Du lässt ja außer Acht, dass die Gixxer mehr als das doppelte Drehzahlband zur Verfügung hat. Es ist nicht das wichtige, was wann stärker ist, sondern was mehr leistet, egal wie.

Klar, aber damit sprichst Du auf die Geschwindigkeit an, die erreicht werden kann. Die Fläche unter dem Integral von 0 bis X, Gesamtsumme der möglichen nutzbaren Kraft, ist bei der Gixxer größer. Bei der MT ist dafür das lokale Maximum der nutzbaren Kraft größer. Was wiederum aussagt, wie "heftig" sie beschleunigen kann. Wenn man Einflussgrößen wie Masse und Widerstände außer Acht lässt, kann die MT in ihrem "guten Drehzahlbereich" eine größere Kraft freisetzen als die Gixxer, wenn auch in der Summe nicht so viel, aufgrund des kleineren, nutzbaren Drehzahlbereichs.

[Jais]

Der MT-Motor muss auch eine größere Kraft freisetzen, sprich mehr Drehmoment haben, um die fehlende Drehzahl auszugleichen.

Und für die Beschleunigung spielt das Getriebe wieder eine sehr große Rolle. Der Gixxer steht mehr Drehzahl zur Verfügung, kann also wesentlich kürzer übersetzt werden. Unterm Strich kommt dann die Kurve raus, wie im letzten Diagramm des Artikels angegeben.

[Samplatiner]

Aber ist nicht mehr die PS verantwortlich für die BEschleunigung, vorausgesetzt dass man ein gewisses grunskapital an Drehmoment hat? Weil, egal mit wie viel Kraft ich meine Geschwindigkeit fahre, es geht darum, wie viel Joule pro sekunde ich auf die Straße setzen kann, nicht mit wie viel Kraft ich mich vorwärts schiebe, oder?
Nochmal das Beispiel mit der GS am Hang, sie kann einen Gang runter schalten, dann hat sie mehr PS, jedoch wahrscheinlich weniger Drehmoment (wegen hohen Drehzahlen), trotzdem zieht sie mehr...
Und so ist es ja bei langsamen Geschwindigkeiten ohne Hang auch, wenn die KRAFT ausreicht, um einen vorwärts zu schieben, kommt es doch eher darauf an, wie viel man dann auch wirklich in kurzer (pro sekunde) Zeit auf die Straße umsetzen kann, und das wären PS. Deshalb dreht man ja auch hoch, und bleibt nicht im Drehmoment-bereich
???

[Sonic]

Entscheident ist die Leistung. Das mit der Kraft ist für statische Betrachtungen okay... aber am Ende zählt nur die Leistung.

Mehr leistung heißt auch: mehr Drehmoment am Hinterrad (also Kraft im Latsch): Du schaltest runter, der Motor dreht höher, wo er mehr Leistung hat. Das Getriebe ist in dem kleineren Gang aber kürzer Übersetzt. Und das wandelt das kleine Drehmoment, was der Motor hat in ein großes am Hintterrad. Und das ist größer als im Gang zu vor, weil der Motor in der höheren Drehzahl mehr Leistung hat.

Leistung ist das Produkt aus Drehmoment mal Drehzahl. Das Getriebe kümmert sich um die Drehzahlanpassung... am Ende steckt in mehr Leistung immer auch mehr Drehmoment (hinter dem Getriebe).

[Jais]

Schau doch mal, was Leistung ist. Das ist verrichtete Arbeit Je Zeit. Formelmäßig P = W / t
Arbeit ist Kraft multipliziert mit dem Weg.
Formelmäßig W = F * s

Das eingesetzt ergibt P= (F * s) / t oder umgestellt P= F * (s/t), das die gleiche Formel ist, wie von Sonic erwähnt: P = F * v

Kleines Rechenbsp. Bei einer Geschwindigkeit von 50km/h überträgt das Hinterrad der GS ca. 2000N im ersten Gang(7000U/min).

P = 2000N * 13.9m/s = 27.8kW, das entspricht rund 38PS. Das kannst du bei der Leistungskurve aus der MOTORAD nachsehen.

Das ist aber eine ziemlich umständliche Rechnung, die auch wesentlich leichter geht, wie Sonic ja schon beschrieben hat.

Dazu noch mal die Kurzfassung von mir. Was man braucht, ist die Leistungskurve des Motorrads und die Änderung der Drehzahl beim Schalten. Wer nach geardata googelt, findet dazu ein sehr nützliches Tool. Die Übersetzungswerte habe ich schon weiter oben gepostet.

Der optimale Schaltpunkt ist, wenn der Motor nach dem Schalten gleich, bzw. mehr Leistung abgibt im Vergleich zu der Drehzahl vor dem Schalten.
Das erfordert also je nach Kurve ein großzügiges Hinausdrehen über das Leistungsmaximum.

Dazu auch noch ein Bsp.
Bei 10800 U/min liegen knapp 43 PS an. Nach dem Schalten fällt die Drehzahl auf 7800 U/min liegen auch rund 43PS an. Das ist also ein guter Schaltpunkt.

Da die Drehzahlsprünge in den höheren Gängen abnimmt, kann es erforderlich sein, schon früher zu schalten als bei 10800.

[Sonic]

Die Herleitung haut hin, wenn auch etwas umständlich.

Der Witz ist, um 50km/h zu fahren braucht man vielleicht so 2kW. Wahrscheinlich nur anderthalb, sonst wäre meine Simme früher nicht in der Lage gewesen, es auf die zulässige Höchstgeschwindigkeit in geschlossenen Ortschaften zu bringen... aber das nur am Rande.

Wer es sich mit der Polizei nicht verscherzen will und im Ort trotzdem mal so knappe 2kN in den Asphalt stützt der tut also was? Er beschleunigt!

Das ist das Thema was hier die ganze Zeit hin- und hergeistert: Du fährst mit maximaler Leitung (die der Motor in der Drehzahl grade flüssig macht) - also bei Vollast/Vollgas immer mit der grade möglichen maximalen Geschwindigkeit. Ist das nicht die höchste Absolutgeschwindigkeit (also das was man nur auf Autobahnen hin und wieder mal ausdrehen darf), dann beschleunigt man. Weil das eben die Reserve ist, die Zugkraftreserve heißt (siehe i.wo ganz oben).

Für eine konstante fahrt bei Tempo x braucht man echt nicht viel: 1,xkW bei 50 und so 10kW bei 100 (das ist mal ein Wert für den Durchschnitts-PKW). Wie fährt man 50? Mit wenig Gas. Der Motor ist also in seinem Kennfeld irgendwo, aber nicht auf der Kurve der maximalen Leistrung. Da kommt man hin, wenn man Vollgas gibt - also das ist quasi die Vollgas (fachlich Vollast)-kurve.

Und jetzt paßt auch alles wieder zusammen: wenn ich mit Vollgas fahre fahre ich immer mit der momentan möglich Höchstgeschwindigkeit. Was habe ich, wenn ich die ganze Zeit so schnell wie möglich fahre und z.B. im Stand anfange? Volle Beschleunigung. Und das ist, was ich sage: man muß stationäre Fahrt und Beschleunigungsvorgänge voneinander trennen... so simple Formeln gelten nämlich nur für was? Satellitendynamik, Momentaufnahmen oder zeitunabhängige Zustände. (Das sind alles nämlich so Sachen die aus irgendwelchen energetischen Gleichgewichten abzuleiten gehen... und wenn ich richtig aufreißße ist keine Zeit für Gleichgewicht, oder?)

Nochmal kurz zu dem Beispiel: wenn ich aus dem Stand losfahre und den Motor mit der Kupplung die ganze Zeit bei maximaler Leistung halte, dann erziele ich maximal Beschleunigung.

Wenn ich losfahre und einfach nur den Hahn voll spanne dann nennt man das Durchzug. Dabei fahre ich die Leistungskruve des Motors quasi ab und habe zu jeder Drehzahl eine andere Leitung - und damit zu jedem Augenblick auch eine andere Beschleunigung (wegen der Zugkraftreserve).

Und weil sich hier der Kreis grad so schön schließt...


P.S. das mit dem Schaltpunkt stimmt. Ich habe mal Ralf Waldmann gefragt, auf was ich denn nun den Schaltblitz einstellen soll. Er meinte: kurv vor das Erreichen der Maximaldrehzahl, weil man ja noch Reaktionszeit hat... Recht hat er!

P.P.S. da ich schon weig kein Physikunterricht oder was hatte ist mir noch eine Sache für diese Formeln erst jetzt eingefallen: "gleichmäßig beschleunigte Bewegung" - fragt man sich als Kind ja immer, was das für'n Blödsinn ist, odeR? Das ist quasi stationär in der Beschleunigung... quasi genausowenig los wie wenn der Appel nur auf dem Tisch liegen würde. (Lsutigerweise hat die Implikation genau mit dem Unterschied zwischen Newton und Einstein zu tun: bei F = m * a hieße das, bei konstanter Kraft wird man irgendwann unendlich schnell - der Satellit. Wird er aber nicht, da bin ich mir ganz sicher - na sagen wir RELATIV (Physikerhumor müßte man haben....))

[Timmy O'Toole]

Wie kann man über so ne einfache Frage nur so lange quatschen?


Ist jetzt nicht bös gemeint, aber besorgt euch doch einfach mal n Physikbuch, da steht sowas drin.


Ich versuch mich trotzdem mal an einer hoffentlich verständlichen Erklärung:

Das Drehmoment ist eigentlich eine sehr anschauliche Größe, nämlich sozusagen eine Kraft im Kreis (genauer eine Kraft auf einen Hebelarm). Es beschreibt also wie stark etwas gedreht wird.
Beim Motor, wie stark dieser die Kurbelwelle drehen kann.


Leistung beschreibt eine Energiemenge pro Zeit. Beim Motor ist sie das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl (darin steckt praktisch Kraft mal Weg, P=F*s, nur eben im Kreis).
Die Leistung ist also erstmal eine rechnerische Größe, nichts direkt zum "anfassen".


Das tolle an der Leistungsangabe ist, dass dir Leistung praktisch die Wahl lässt, was du damit machen willst. Mit dem Getriebe kannst du sie je nach Bedarf in ein großen Drehmoment bei geringer Drehzahl oder in große Drehzahl (=Geschwindigkeit) bei geringem Drehmoment umwandeln.

D.h. die Angabe der Leistung beinhaltet Aussagen zur Beschleunigung und Maximalgeschwindigkeit. Oder: je mehr Leistung desto besser

Für die Beschleunigung ist das Drehmoment verantwortlich, und zwar das Drehmoment am Hinterrad.

D.h. mit viel Leistung kann über das Getriebe auch ein hohes Drehmoment und somit eine hohe Beschleunigung erreicht werden.


Die Angabe des Drehmoments schlägt sich insofern im Fahrverhalten nieder, als dass sich Drehmomentstarke Fahrzeuge "bequemer" fahren lassen.

Mit viel Drehmoment muss man nich immer so genau auf die Drehzahl achten, man kommt immer gut vorwärts wenn man am Gas dreht, und kann auch relativ niedertourig fahren.
Wohingegen man mit einem Motor, der seine Leistung hauptsächlich über die Drehzahl erreicht, immer in der richtigen Drehzahl, sprich im richtigen Gang fahren muss.

Was besser ist, hängt ganz einfach vom Einsatzzweck ab, den Rennfahrer stören hohe Drehzahlen und häufige Gangwechsel nicht, beim gemütlichen Fahren auf der Landstraße ist man davon vielleicht eher genervt.


@sonic: "gelichmäßig beschleunigt" heißt, dass "a" konstant ist, es muss aber nicht 0 sein, z.B. ist ein Apfel im freien Fall auch gleichmäßig beschleunigt. Die Formel F=m*a gilt auch für ungleichmäßig beschleunigte Bewegungen, nur ist dann eben F auch nicht konstant.

[Sonic]

Zitat von Timmy O'Toole

@sonic: "gelichmäßig beschleunigt" heißt, dass "a" konstant ist, es muss aber nicht 0 sein, z.B. ist ein Apfel im freien Fall auch gleichmäßig beschleunigt. Die Formel F=m*a gilt auch für ungleichmäßig beschleunigte Bewegungen, nur ist dann eben F auch nicht konstant.

Das mit dem Apfel war ein Witz. Es ging um Trivialität, die "Entdeckung" der Gravitation und die Grenzen nichtrelativistischer (eben Newton'scher) Physik. Klar gilt die Formel immer, aber schlag mal in Deinem Physikbuch nach, wie man das berechnet, wenn die Kraft von der Zeit (im einfachsten Falle) abhängt. Das ist unpraktisch. (Bei Integral- und Differentailrechnung sollte in einem angewandten Motorradforum irgendwann Schluß sein, oder?)

Und wenn wir schon dabei sind laßt uns doch Drehmoment und Niedertourigfahren darauf begrenzen: es geht immer um die Leistung. Punkt. Viel Leistung auch be geringer Motordrehzahl bedeutet eben mehr Drehmoment. Aber was die Karre fahrbar macht und beschleunigen läßt ist: Leistung.

Und wieder oben angekommen. Penner überschreibt seinen Artikel mit "Die Drehmomentlüge" oder so. Was er meint: Leistung. Da sollte man bei Überlegungen einfach nicht trennen und bei Argumentationen Leistung und Drehmoment irgendwei trennen mit sowas wie: das eine ist für das, das andere für das. Das eine ist was ganz anderes, aber mit Leistung läßt sich alles beschreiben, was den Vortrieb im wesentlichen ausmacht. Das haben wir ja jetzt alle gemacht, machne mit Physikbuch, andere am Prüfstand.

Cool ist, würde man sich jetzt hier alles von allen von oben nach unten durchlesen, hätte man wohl schon einen ganz guten Überblick. Die falschen Sachen würde man im Nachhinein auch als solche erkennen können. Sehr gut, Gemeinde!

[Timmy O'Toole]

Bei Integral- und Differentailrechnung sollte in einem angewandten Motorradforum irgendwann Schluß sein, oder?

seh ich auch so

[Goo]

habt ihr fertig?

[Sonic]

Einer geht noch: "Was ist der Unterschied zwischen einem Mathematiker und einem extrovertierten Mathematiker? Der extrovertierte Mathematiker guckt, wenn Du Dich mit ihm unterhälst, auf DEINE Schuhe."

[Goo]

guck mal im unterforum fun bei witz des tages...da hat schäntz erklärt was höhere mathematik ist

btw kennste die szene bei den simpsons wo der verrückte wissenschaftler die aufmerksamkeit der anderen bei einem kongress haben will??

" PI IST GENAU DREI!! "

und ruhe im saal