PS -> km/h - wie Leistung zu Geschwindigkeit wird.

[rallediebuerste]

Moin,

hier nach langer Abstinenz mal wieder ein Beitrag für die Kategorie "Hintergrundwissen"

Nachdem ich im beim letzten mal ja bereits in groben Zügen erklärt habe, wie Drehmoment, Leistung, Hubraum etc. zusammenspielen, kümmere ich mich jetzt um die Frage, wie aus Motorleistung am Ende Beschleunigung und somit Geschwindigkeit werden, und welche Faktoren Einfluss darauf nehmen, oder kurz:

"Ey Alter, mein Cayenne hat 400 PS und dein Waschmittelauto nur 220. Na klar bin ich schneller!" 

Betrachten wir erst mal, was wir von einem sportlichen Auto erwarten (fürs Protokoll - für heute heißt "sportlich" mal so viel wie "schnell geradeaus" ):

Beschleunigung (die Fähigkeit, rapide an Geschwindigkeit zuzulegen) und Höchstgeschwindigkeit (das, was maximal drin ist).

Die treibende Kraft hinter beiden ist fraglos der Motor. Der sorgt dafür, dass ein Drehmoment mit einer gewissen Drehzahl auf die Kurbelwelle gestemmt wird, was zusammen die Leistung ergibt (siehe PS, NM, ccm, 0-100 - wie hängt das zusammen?). Aber was passiert mit dieser Leistung, und warum genau sind 400 PS eben nicht immer schneller als 220?

Vom Motor aus gehts über die Kupplung weiter ans Getriebe, das im Wesentlichen dafür sorgt, dass der Motor über einen möglichst breiten Geschwindigkeitsbereich im optimalen Drehzahlniveau gehalten werden kann. Die Alternative wäre ein Gang für alles... probierts mal aus: dritten oder vierten Gang einlegen und nicht mehr wechseln. Je nach Motor kommt untenrum gar nix, und bei 120 ist auch wieder Schluss (Ausnahme: Corvette Z06 ).

Aber was genau passiert in so einem Getriebe?

Als Beispiel darf uns wieder das Fahrrad herhalten. So wie eine Fahrradgangschaltung - Je nach eingelegtem Gang wird das Verhältnis von Kurbeldrehzahl zu Raddrehzahl verändert. Wenn ich also 1:2 (geschrieben 0,5) übersetze - eine Drehung der Kurbelwelle ergibt zwei Raddrehungen - dann legen die Räder zwar die doppelte Strecke zurück, ABER dafür kommt aber auch nur noch das halbe Motordrehmoment am Rad an. Klar, denn die Leistung bleibt ja gleich.

Aufs Automobil bezogen heißt das: Ein Civic 2.2 Diesel FK3 bringt maximal 340NM bei 2.000 Umdrehungen pro Minute auf... wenn ich die nun durchs Getriebe schicke, kommen im 6. Gang (Übersetzungsverhältnis 2,145) an der angetriebenen Achse 729NM an.

Beim flotteren Civic Type R FN2 mit 193NM bei 7.800 rpm beträgt das Raddrehmoment im 6. Gang (3,735) auch 720NM.

Klingt vielleicht erst mal komisch, aber wenn man sich das ganze näher anschaut, sagen diese Zahlen folgendes aus: Ein Type R zieht im 6. Gang bei 7.800 Touren (knappen 240km/h) so stark vorwärts wie ein FK3 bei 2.000 im 6. Gang (110km/h).

Aber auch das ist immer noch nicht die Kraft, die wirklich am Boden ankommt. Die ist nämlich noch abhängig von der Reifengröße.

Wir wissen bereits: Drehmoment = Kraft * Hebellänge. Also ist die Kraft gleich dem Raddrehmoment geteilt durch den Radius des Reifens, oder kurz gesagt: Je kleiner das Rad, desto größer die Kraft.

Allerdings gilt auch: je kleiner das Rad, desto kleiner die zurückgelegte Strecke bei Drehzahl x.

Ok, kurze Verschnaufpause.

Ein gutes Stück Denkarbeit liegt hinter uns, und wir haben gemeinsam herausgefunden, wie sich die Motorkraft in Vortrieb verwandelt.

Was wir jetzt noch gar nicht beachtet haben sind die Fahrwiderstände, so kleine fiese Dinge wie Wind und Gewicht, die darauf aus sind, uns möglichst viel von dieser Kraft wieder abzuluchsen.

Aber für heute solls erst mal genug sein. Mehr im nächsten Blog.

Stay Tuned

Ralle

PS: Man entschuldige bitte, dass ich mich zwischenzeitlich vom einleitenden Cayenne-Vergleich entfernt habe. Ich hol's beim nächsten Eintrag nach

[Turboschlumpf30621]

Sehr guter Beitrag... Ich bin noch in einem bekannten Tuner-Proll Forum angemeldet, in dem ich immerwieder genau das Predige was du schreibst, aber leider mache ich mir dort mit Physik eher Feinde ^^

[Druckluftschrauber2011]

Ich bin auf den zweiten Teil gespannt

Ich steh auf Hintergrundwissen

[rallediebuerste]

@Heiligsblechle - danke für die PN. Kriegst auch noch ne Antwort.

Generell gilt der Tipp: Verlinken auf diesen und andere Hintergrundwissenblogeinträge ist gestattet, nein sogar erwünscht.

Dann weiß ich wenigstens, dass ich mir nicht umsonst die Finger wund und das Hirn krumm schreibe.

Gruß

Ralle

[Druckluftschrauber2011]

Ich würde gern noch was vorschlagen. Den more tag nutzen könnte deinen Blog im Allgemeinen übersichtlicher machen. Jetzt ist nur dieser Blog in deinem Blog zu sehen…

Blog im Blog… blöde Bezeichnung.

[rallediebuerste]

habs grad selbst gesehen, geändert und dann deinen kommentar gelesen.

Danke trotzdem

[XC70D5]

Ist ja wie die Sendung mit der Maus hier.

Meinen Respekt und Dank hast Du. 

Den Ariel Atom habe ich übrigens schon 2x an der Nordschleife gesehen. Aber entweder ist der Wagen nicht so toll oder der Fahrer (was ich eher glaube).

Gruß

Martin 

[olismondeo]

Echt gut erklärt, aber leider ein kleiner Fehler drin: Deine Überstzungsverhälnisse stammen wohl vom ersten oder zweiten Gang - denn der sechste Gang ist in der Regel übersetzt (dh. ein I von 0,xxx), sprich die Räder drehen schneller als der Motor. Daraus ergibt sich auch (wie Du oben beim Fahrrad korrekt erklärt hast) dass, das Drehmoment hier abnimmt. Die von Dir berechneten Drehmoment bezihen sich zwar auf diese Überstzungsverhältnis, sind jedoch eher dem ersten Gang zuzuordnen.

Nichts für Ungut,

Oliver

[Antriebswelle30127]

na dann bring mal schnell die Fahrwiderstände ins Spiel

sonst denkt noch jemand, der Type R beschleunigt bei 240 km/h noch, obwohl der da schon schneller als seine Höchstgeschwindigkeit fährt

[rallediebuerste]

olismondeo: 

Fast richtig - allerdings gibts neben der Getriebeübersetzung noch die Achsübersetzung, die ich frecherweise einfach mal mit 'reingerechnet habe... (im Falle des Type R: 6. Gang 0,738, Achsübersetzung 5,062 --> Gesamtübersetzung 3,735).

Im ersten Gang (3,266) sind wir dann bei grandiosen 16,532.

@andre_ae:

Jau, sind in der Mache. Das wird allerdings noch ein wenig dauern.

Gruß

Ralle

[olismondeo]

Alles schön und gut, die Überstzungsverhältnisse werden multipliziert und in Zusammenhang mit dieser Achsübersetzung stimmt das.

Oliver

[olismondeo]

Aber das max. Drehmoment hat er schon bei 5600 U/min und bei 7800 U/min hat er die maximale Leistung... Das sind zwei verschiedene Schuhe. Und was die Fahrwiderstände angeht (Rollreibung, Motorreibung, und allen voran die Luftreibung bzw. der Luftwiderstand) Letzterer steigt quasratisch an, dh. bei der doppelten Geschwindigkeit ist er 4(!) mal so groß. (Er fährt aber bei 5600 U/min laut Übersetzung auch nur ca. 165) Würde man sich auf die 240km/h bei 7800 U/min beziehen dürfte der Luftwiderstand in aber ganz schnell wieder in seine Granzen weisen :P

Oliver

[rallediebuerste]

Der Luftwiderstand weist schon bei 165 so einiges... warte doch einfach mal den nächsten Beitrag ab. Ich habs doch schon angekündigt!

Ts ts tss

[Reifenfüller27595]

Wenn du eine Übersetzung von 2 hast, halbiert sich dann nicht das Drehmoment?

[Mitsumichi]

Ich weiß, ich mach mich jetzt etwas unbeliebt, den ich nehme Ralle jetze die Arbeit weg, aber hier hat jemand den Fahrtwiderstand verdammt gut erklärt.

http://www.e31.net/luftwiderstand.html

mfg Micha

[Druckluftschrauber27290]

geiler beitrag!! aber wer fährt civic

[Faltenbalg29158]

Na das tut fetzten..Hatte auch mal das Vergnügen einen Irmscher Bausatz Lotus7/7 fahren zu dürfen...Normalerweise verbauens dort Ford oder Opel Motoren 2.0 16 v ...Letzteren tauschte der Besitzer gegen den vom Calibra mit 204 Ps ...Alles immer noch zu wenig..Leistungsbaustuffe III aus dem Hause Lotec .....Leistung ohne Ende ..der erste Prüffstandslauf brachte auf Anhieb gleich 312 ps ...dann der Umbau auf 2.3 l Unter-Bau.....Hhm ...bin eigentlich schon viel gefahren , jennes war aber das abslt.verrückteste..eigentlich gehört so was verboten , Waschenpflicht - selbst Motorräder mit 1000 ccm hatten in gewisse Geschwindigkeiten-Regionen  keine Chancen 

Perves..wie des anschiebt.Werde wohl nie mer sowas brutales fahren ......

[Trennschleifer30840]

Fantastisch! Der Beitrag kommt wie gerufen. Ich hab' nur zufällig rechts den Titel gesehen und sofort drauf geklickt. Die Seite habe ich mir 'gebookmarked' und hoffe damit so manche (überflüssige) Diskussion in Zukunft im Keim ersticken zu können. Wie jemand schon schrieb: Mit Physik macht man sich nicht immer Freunde und Erwachsenenbildung ist eines der schwierigsten Themen. "wir haben gemeinsam herausgefunden" ist eine großartige Formulierung

[Druckluftschrauber2011]

Ja die Super 7 Dinger sind schon gemacht um Motorräder zu jagen

Aber wieso auch nicht über die doppelte Auflagefläche der Reifen bei einem ähnlichen Leistungsgewicht.

[Faltenbalg29158]

.....Na ja ...ein Mo is scho noch um Welten leichter . Wir reden dann von Fahrer und Mo von insg.etwa 265 kg .Gerechnet mit einem 75 kg ausgewachsenen männlichen Europäer.

Aber ein solches 1000 ccm Big-Bike geht  in der ersten drei Gängen  immer voll aufs Hinter-Radl...das kost zeit denn du mußt das Gas dossieren , alle immer angegebenen 3 sec von o-100 km/h sind in der Realität schwer nachvollziehen . Dieses is dem Profie vorbehalten der es versteht exakte  Kupplungdossierung und Gewichtsverlagerung optimal umzusetztn .

[Druckluftschrauber2011]

Ohne daraus jetzt eine Mo vs. Pkw Gerede zu machen.

Ich rede ja von Leistungsgewicht und von Gripvorteilen, die sich beim bremsen wie auch bei Kurvenfahrten positiv auswirken.

Aber wie üblich.

Enger kleiner verwinkelter Kurs - Vorteil super 7

Kurs mit viel Gerade und sehr schnellen Kurven - Vorteil Mo

[Rostlöser30873]

Toller Beitrag- witzig und anschaulich- habe selbst ich teilweise verstanden(komme aus dem medizinischen Bereich)- den Rest lasse ich mir morgen von meiner Frau erklären.

Sie läßt mir bei der Auswahl eines neuen Fahrzeugs immer freie Hand und da bei vielen Zylindern auch bergab wegen der größeren Motorbremse mehr Sicherheit besteht, fahren wir jetzt 8 Zylinder.

Hat jemand eine bessere Begründung?

Gruß H.-E.

[Trennschleifer4123]

http://video.google.de/videoplay?docid=7352118104883452737

Echt krass

Viele Grüße

g-j der den Block hier absolut Spitze findet, gehört nominiert !

[Druckluftschrauber2011]

g-j du Schleimer

Aber ich denke auch, dass dies irgendwann der Fall sein wird

[andyrx]

das Bild ganz oben ist genial

mfg Andy

[Faltenbalg29158]

..Wenn ma scho mal dabei sind :

Dateianhang

• Fiat 500 vs Porsche911.wmv (932 mal heruntergeladen)

[Mitsumichi]

Das war ein Fiat 126.

Die Beste Kiste die es gibt, irgendwann wird dieser Fiat in meiner Garage stehen!

mfg Micha

[Faltenbalg29158]

Bei meinem Nacbarn steht noch ein uralter , quasi der Opa des 126iger Fiat ,  Steyr Puch 500 Abarth....... Wenns des Fahrwerk , die Bremsen und die Reifen anschaust.....dann siehst wie des ,,Ding,, abgeht kriegst es mit der Angst zu tun . Sicherheit , gute Bremsen ......Hmm. ?.. aber über 70 ps bei gerad mal 500 kg , des waren harte Zeiten - anodazumal in der Bergrally Scene !