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Drehmoment eines Verbrennungsmotors

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Drehmoment eines Verbrennungsmotors

Beitrag von Frank » 21. Okt 2016, 11:18

Ich hätte da mal eine Frage die mich schon sehr lange beschäftigt.
Lt Definition ist das Drehmoment.
Das Drehmoment, auch Moment (von lateinisch momentum Bewegungskraft)[1] ist eine physikalische Größe in der klassischen Mechanik. Es spielt für Drehbewegungen die gleiche Rolle wie die Kraft für geradlinige Bewegungen. Ein Drehmoment kann die Rotation eines Körpers beschleunigen oder bremsen und den Körper verwinden oder verbiegen. In Antriebswellen bestimmt das Drehmoment zusammen mit der Drehzahl die übertragene Leistung. Die international verwendete Maßeinheit für das Drehmoment ist das Newtonmeter.
https://de.wikipedia.org/wiki/Drehmoment

Man kann aus dem Drekmoment auch die Leistung errechnen.
Ein Serienfahrzeug mit 2000 cm³ (= 0,002 m³) Hubvolumen, dessen Viertaktmotor bei einer Drehzahl von 2000/min einen Mitteldruck von 9 bar (= 900.000 Pa; 1 Pa = 1 N/m²) erreicht, in SI-Einheiten gerechnet:
9dfb76428b34af4224fa03785e48537d39d3a51a.png
9dfb76428b34af4224fa03785e48537d39d3a51a.png (4.45 KiB) 5813 mal betrachtet
https://de.wikipedia.org/wiki/Drehmoment

Wieso gibt mein Motor meines Autos 400nm / 1500U/min ab, aber seine 194 PS erst bei 4100 U/min. ?
Obwohl bei 1500 U/min. schon reichlich Kraft da ist, macht der Motor zwischen 3u.4000 Umdrehungen nochmal richtig Power und schiebt mächtig nach vorne.
Müsste beim max. Drehmoment nicht auch gleich die volle Leistung anliegen?
Mein Motor ist ein Diesel .
Ich nehme mal an das es etwas mit der Carakteristik des Hubkolbenmotors zu tun hat, aber die physikalische Erklärung würde mich schon interessieren warum Drehmoment und tatsächliche volle Kraft doch so weit auseinander liegen.(Also drehzahlmässig)
Zuletzt geändert von Frank am 24. Okt 2016, 09:13, insgesamt 1-mal geändert.
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Kurt » 21. Okt 2016, 17:46

Frank hat geschrieben: Ich nehme mal an das es etwas mit der Carakteristik des Hubkolbenmotors zu tun hat, aber die physikalische Erklärung würde mich schon interessieren warum Drehmoment und tatsächliche volle Kraft doch so weit auseinander liegen.(Also drehzahlmässig)
Bei geradliniger Bewegung spielt wohl die zurückgelegte Strecke eine Rolle, bei Drehbewegung die Umdrehungszahl.
Das bewirkt letztendlich auch eine Art "geradlinige" Bewegung.

Aus Kraft allein lässt sich keine "Arbeit" gewinnen, siehe Gravitation, da gehört dann immer auch eine Strecke dazu.

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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Stephen » 21. Okt 2016, 18:13

Es kommt alles auf die Charakteristik des Motors an. Hier könntest du fündig werden:
http://images.google.de/imgres?imgurl=h ... 0Q9QEIMDAD

Ich war über das Verhalten eines meiner ersten Autos (Opel Calibra Turbo 16V 4x4, 204 PS, 280Nm, entwickelt von Fritz Indra) auch zunächst entsetzt, obwohl sogar Porsche-Chef Ferdinand auf einer Automobilausstellung voll des Lobes darüber war und sich öffentlich (!) darüber wunderte, wie man so ein tolles Auto für "nur" 69.000 D-Mark auf den Markt bringen könne...

Meine (unprofessionelle) Meinung: das Auto hatte nur 4 Zylinder! Ich bin dann mal in einem 6-Zylinder Opel Calibra mitgefahren (ohne Turbo, der hatte zwar nur 170 PS, dafür statt lächerlichen 2 Litern etwa 300 cm³ Hubraum mehr) - da lief alles harmonischer ab. Und jeder KfZ-Verständige wird dir immer wieder sagen: Hubraum ist durch nichts zu ersetzen..."

Ich persönlich wurde erst mit 8 Zylindern und etwa 5 Litern Hubraum zufrieden (Audi A8) ...

Gruß
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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Frank » 21. Okt 2016, 18:31

Danke , ganz verstanden habe ich es aber noch nicht. Warum ist die Höchstleistung soviel später dran, als das max.Drehmoment.........)?
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Kurt » 21. Okt 2016, 18:39

Frank hat geschrieben:Danke , ganz verstanden habe ich es aber noch nicht. Warum ist die Höchstleistung soviel später dran, als das max.Drehmoment.........)?
Drehmoment x Umdrehungen/min

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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Stephen » 21. Okt 2016, 18:40

Frank hat geschrieben: Warum ist die Höchstleistung soviel später dran, als das max.Drehmoment.........)?
Diese Frage ist falsch gestellt. Dieselmotoren erreichen die maximale Leistung vor allem in niedrigen Drehzahlbereichen. Bauartbedingt ist sowieso bei maximal 5000 U/min. Ende im Gelände. Dieselmotoren spielen ihre Stärke aus im Rahmen von etwa 1000 bis 3000 U/min.
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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Kurt » 21. Okt 2016, 18:45

Stephen hat geschrieben:Es kommt alles auf die Charakteristik des Motors an. Hier könntest du fündig werden:
http://images.google.de/imgres?imgurl=h ... 0Q9QEIMDAD
Wenn ich das richtig interpretiere ("Volllast" im Link (das Bild mit den beiden grünen Linien) ist der Wirkungsgrad des Motors zwischen 1800 und 3500 U/min gleich.

Kurt
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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Frank » 21. Okt 2016, 18:48

Stephen hat geschrieben:
Frank hat geschrieben: Warum ist die Höchstleistung soviel später dran, als das max.Drehmoment.........)?
Diese Frage ist falsch gestellt. Dieselmotoren erreichen die maximale Leistung vor allem in niedrigen Drehzahlbereichen. Bauartbedingt ist sowieso bei maximal 5000 U/min. Ende im Gelände. Dieselmotoren spielen ihre Stärke aus im Rahmen von etwa 1000 bis 3000 U/min.
Muss ich dir leider wiedersprechen. Mein Astra BiTurbo (Diesel) erreicht seine Höchstleistung erst bei 4000U/min.

http://www.auto-news.de/test/einzeltest ... a_id_33613

Die neuen Hochgezüchteten Diesel sind da schon zu erwähnen. Außerdem sind es auch hier 2500 U/min zwischen max Drehmomentund Höchstleistung.
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Stephen » 21. Okt 2016, 19:14

Frank hat geschrieben:Muss ich dir leider wiedersprechen. Mein Astra BiTurbo (Diesel) erreicht seine Höchstleistung erst bei 4000U/min.
Gut - dann habe ich das falsch interpretiert. Die abgegebene Höchstleistung (gemessen in kW oder PS) spielt für mich aber eher einer untergeordnete Rolle. Wichtig ist (für mich) einzig und alleine das Drehmoment. Was nützt es mir (bezogen auf das Beispiel meines ehemaligen Opel Calibra), wenn ich für den Sprint von 0 auf 100 km/h nur knapp 7 Sekunden brauchte, es dafür aber von 80 km/h auf 180 km/h eine halbe Ewigkeit gedauert hat?

Schau dir die Grafiken noch einmal genauer an (obiger Link) - die höchste abgegebene Leistung bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Auto gleichzeitig auch am agilsten ist...
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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Frank » 21. Okt 2016, 19:22

Stephen hat geschrieben: wenn ich für den Sprint von 0 auf 100 km/h nur knapp 7 Sekunden brauchte, es dafür aber von 80 km/h auf 180 km/h eine halbe Ewigkeit gedauert hat?
100%tige Zustimmung, darum habe ich ja einen Motor mit 400nm :wink:

Mich interessiert aber das Warum......
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Drehmoment eines Viertaktmotors

Beitrag von Stephen » 21. Okt 2016, 20:32

Frank hat geschrieben:100%tige Zustimmung, darum habe ich ja einen Motor mit 400nm. Mich interessiert aber das Warum......
Mehr als die oben angegebene (und meines Erachtens recht aussagekräftige) Webseite kann ich dir leider nicht anbieten - ich bin kein Ingenieur für KfZ-Technik. Wie gesagt - schau dir mal die Grafiken genauer an...
Wichtig ist es, zu begreifen, dass jeder entwickelte Motor sich von einem zum anderen unterscheidet, speziell dann, wenn es sich um den Einsatz von Turbo/Bi-Turbo, Mehrventiltechnik oder vor allem um Otto- oder Diesel-Modelle handelt. Letztere haben extremst aufgeholt, könnten demnächst aber von den Elektro-Motoren abgelöst werden, die noch wesentlich spritziger sein werden als ihre beiden Kollegen. An der Reichweite muss eben noch gefeilt werden...

Ich kann zurzeit einen Audi S8 (4 Liter Ottomotor, 605 PS, 750 Nm, Allrad, 8-Gang-tiptronic, 3,8 Sekunden von 0 auf 100 km/h, Spitze 305 km/h) anpreisen, da muss man sich um technische Hintergründe nicht mehr den Kopf zerbrechen - nur noch um die Kosten ;)
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Re: Drehmoment eines Verbrennungsmotors

Beitrag von Frank » 24. Okt 2016, 11:08

Bei den Elektromotoren soll es ja gerade so sein, dass sie diese Leistungsspitzen nicht haben. Ich denke echt das es am Konstruktionsprinzip des Hubkolbenmotors hängt.
Der Wankel/Kreiskolbemotor ist in dieser Sache ja auch physikalisch dem Ottomotor weit überlegen.
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Drehmoment eines Verbrennungsmotors

Beitrag von positronium » 24. Okt 2016, 11:18

Ich kenne mich nicht aus; von daher ist das nur eine Vermutung: Einerseits hat man die Übertragung einer linearen Kolbenbewegung auf eine drehende Bewegung der Welle. D.h. je nachdem in welchem Winkel die lineare Kraft auf die Welle übertragen wird, ist diese Übertragung wirkungsvoller. Andererseits hat man einen Verbrennungsvorgang (Den Vorgang meine ich, nicht den Zeitpunkt des Einspritzens.), den man wahrscheinlich nicht gut an die Drehzahl anpassen kann. Das könnte dazu führen, dass je nach Drehzahl die maximale Kraft der Verbrennung einmal mehr, einmal weniger gut in dem Bereich liegt, wo aus dem Gasdruck ein maximales Drehmoment erzeugt wird.

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Re: Drehmoment eines Verbrennungsmotors

Beitrag von Stephen » 24. Okt 2016, 14:08

Frank hat geschrieben:Der Wankel/Kreiskolbemotor ist in dieser Sache ja auch physikalisch dem Ottomotor weit überlegen.
Es wunderte mich anfangs auch, dass sich diese Technik nicht durchsetzen konnte. Aber es sprechen scheinbar doch viele Dinge dagegen, wie man hier nachlesen kann.
Ich kenne nur zwei (berühmt gewordene) Autos, die mit einem Wankelmotor betrieben worden sind: den NSU Ro80 und den Mazda RX-7. Letzterer (4. Generation) hatte sogar mal mein persönliches Interesse erweckt, war aber ein paar Jahre zu alt (er wurde nur bis 2002 produziert) und hatte auch nur 206 kW (etwa 280 PS) - das allerdings bei lediglich 1,3 Liter Hubraum! ;) )
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Re: Drehmoment eines Verbrennungsmotors

Beitrag von Frank » 25. Okt 2016, 09:44

Stephen hat geschrieben:
Frank hat geschrieben:Der Wankel/Kreiskolbemotor ist in dieser Sache ja auch physikalisch dem Ottomotor weit überlegen.
Es wunderte mich anfangs auch, dass sich diese Technik nicht durchsetzen konnte. Aber es sprechen scheinbar doch viele Dinge dagegen, wie man hier nachlesen kann.
Ich kenne nur zwei (berühmt gewordene) Autos, die mit einem Wankelmotor betrieben worden sind: den NSU Ro80 und den Mazda RX-7. Letzterer (4. Generation) hatte sogar mal mein persönliches Interesse erweckt, war aber ein paar Jahre zu alt (er wurde nur bis 2002 produziert) und hatte auch nur 206 kW (etwa 280 PS) - das allerdings bei lediglich 1,3 Liter Hubraum! ;) )
Inzwischen gab es einen RX8

https://de.wikipedia.org/wiki/Mazda_RX-8

und das ist dann die Zukunft(oder soll es sein)

Der RX 9 steht ja schon in den ´Startlöchern


http://www.autobild.de/artikel/mazda-rx ... 30339.html

Dem Wankelmotor fehlen 5 Jahrzehnte Entwicklung, wie es der Otto Motor gehabt hat. Das Abdichten der Brennkammern und der hohe Verbrauch waren immer die größten Probleme. Allerdings ist das Konzept durch die fehlenden Unwuchten und dem weitaus größeren Wirkunsgrades im Grunde besser als ein Hubkolbenmotor.

Er hat ja auch schon einen großen Erfolg gehabt, der Wankelmotor.

https://de.wikipedia.org/wiki/Mazda_787B

Das dieser "Unfall" aber ja nicht mehr passieren kann , hat man dann schnell das Reglement geändert . (Ein Schelm...... :wink: :devil: )
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Drehmoment eines Verbrennungsmotors

Beitrag von Stephen » 25. Okt 2016, 12:44

Frank hat geschrieben:Inzwischen gab es einen RX8
Der wurde aber auf 170 kW gedrosselt und fiel somit aus meinem "Beuteschema"...
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
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