theor. Vergleich div. Insi Motoren

[Antriebswelle10995]

Hallo,

ich habe die letzten Abende einmal versucht das "Leistungsverhalten" verschiedener Insi Motoren in Relation zueinander zu setzen.

(Zielsetzung qualitativer Vergleich)

Könnte auch für andere von Interesse sein, ich poste das daher hier mal.

Motivation:

In vergangenen threads wurde häufig auf das hohe Drehmomentniveau typischer "Dieseler" bzw die kontinuierliche Leistungsentfaltung der "Ottos" zugunsten des einen oder anderen Motors verwiesen.

Imho, und das wurde auch häufig bemängelt, sagt dies "nicht wirklich alles" aus, da Untersetzung (Getriebe) und Masse (Motor und restlicher Antrieb etc..) und noch anderes unberücksichtigt bleiben.

Die Idee war daher, zumindesten folgende Parameter zu berücksichtigen und anhand einer Tabellenkalkulation in Relation zu setzen:

- Drehmomentkurve

- nutzbares Drehzahlband

- Getriebeuntersetzung

Aus der Drehmomentkurve & dazugehöriger Drehzahl kann man leicht die Leistung am Messpunkt errechnen

Anhand der Getriebeuntersetzung und des nutzbaren Drehzahbandes kann man IN ETWA die Leistung an der Antriebswelle (synchron zur Geschwindigkeit) kalkulieren.

Wichtig für mich waren nicht auf 0,01% genaue berechnete Werte, sondern eine simple Vergleichsmöglichkeit der Motoren.

Anders gesprochen, ich kann in Abhängigkeit der Antriebswellendrehzahl (bzw der Geschwindigkeit) darstellen, welche Leistung mir IM VERHÄLTNIS zu anderen Motoren (quasi am Gummi) zur Verfügung steht.(Vorausgesetzt der gleiche Gang ist eingelegt)

Die notwendigen Daten habe ich aus dem "Opel Insignia Händlerinfo", gabs hier mal als link, rausgesucht.

 

Getriebe & Untersetzung:

Zunächst fiel mir auf, dass alle Varianten das gleiche Getriebe "MT-6" benutzen.

Da ich keine weiterführende Infos zu MT-6 "Varianten" finden konnte, gehe ich zunächst einmal davon aus, dass alle Getriebe identische Übersetzungsstufen haben, und damit die Vergleichsmöglichkeit vereinfachen.

Kann das jemand bestätigen ?

Falls nein würde ich zumindesten für einen Gang mal die individuelle Untersetzung der Motoren einkalkulieren.

Lediglich die "Kopplung" des Getriebes an die Antriebswelle ist unterschiedlich gewählt und geht entsprechend in die Kalkulation der von mir so genannten "normierten Leistung bei normierter Leistung" ein.

 

 

Drehmomentenkurve:

Um die Leistungskurve zu berechnen, versuche ich die Momentenkurve in Naherung durch mehrere Geraden zu modellieren.

Ich definiere dazu die Funktionsgleichung durch einen "Offset" (Nm) , einer "Steigung" (Nm per Umdrehung) und einen Gültigkeitsbereich (Drehzahl von bis)

Nach Ansicht der vorliegenden Kurven reichten mir 3..4 "Stückchen" um die Momentenkurven zu simulieren.

Momentenkurve & Leistungskurve sind natürlich abhängig der Motorendrehzahl.

 

Und wie Komme ich zur Vergleichbarkeit ?

Ich dividiere die jeweilige Motorendrehzahl mit dem Wert der motorenabhängigen Untersetzung (Getriebe/Antriebswelle) und erhalte dadurch eine "normierte Drehzahl"

Äquivalent dazu steigt die Leistung (Steigerung da UNTERsetzung) um den gleichen Faktor der o.g. Untersetzung.

Man kann sich das so vorstellen, dass ich jetzt die Leistungskurve nicht mehr auf die Drehzahl des Motors, sondern die der Antriebswelle projeziere.

Also wirklich kein Hexenwerk.

Das ganze funzt aber wirklich nur unter Bedingung, dass alle Motoren wirklich das "Gleiche" MT-6 haben, s.o. !

 

Ich habe das ganze mal für die Motoren

1.6T

2.0T

2.0 CDTI

2.0 CDTTI

in Tabellen gepackt und die Leistungskurven übereinandergelegt, rausgekommen ist u.a. Bild.

 

Wo liegen die Unzulänglichkeiten meiner Kalkulation?

adhoc:

a) Gewichtsdifferenzen der Fahrzeuge durch die unterschiedlichen Motorisierungen werden nicht berücksichtigt

b) Wirkungsgrade der unterschiedlichen Antriebe (Allrad vs Frontantrieb) gehen nicht mit ein

 

[Antriebswelle10995]

Was jetzt kommt ist reine Interpretation von mir.

Um das erste Posting nicht zu verwässern mache ich das in einem 2. (-;

Oben das ist reine Mathe..., dass hier Interpretation:

Die Vergleichsmöglichkeit ist imho auch trotz der oben genannten Punkte gegeben,

denn

a)

Die Gewichtsdifferenz zwischen der leichtesten Variante 1.6T zur schwersten 2.0CDTTI 4x4 beträgt 95Kg (1570kg zu 1665, sprich 6%)

Das Gewicht geht imho, vereinfacht gesagt, linear in das "Beschleunigungs & Durchzugsverhalten" eines Fahrzeugs ein.

Ab einer gewissen Geschwindigkeit ist der Luftwiderstand (steigt im Quadrat zur Geschwindigkeit) das entscheidende Mass, das Gewicht ist dabei die sehr untergeordnete Komponente (jedenfalls beim Geradeausfahren )

Bei den Geschwindigkeiten, wo Durchzugsverhalten im wesentlichen abgefordert wird dürften die 6% Massendifferenz nicht allzu stark "ins Gewicht" fallen

 

b)

Ich persönlich kann überhaupt nicht einschätzen, in welchem Mass der Wirkungsgrad durch 4x4 (beim CDTTI) abnimmt.

Ich habe auch keinerlei Ahnung, ob der Einfluss eher linear, quadratisch oder exponentiell zur Wellendrehzahl oder anderen Einflussfaktoren verhält.

Die Kurven zeigen allerdings z.T. sehr deutliche Unterschiede des Triebwerks zu den anderen (z.T. mehr als 40% Differenz), wodurch die rein qualitative Betrachtung so durchaus Bestand haben sollte.

[Antriebswelle10995]

So,

und nun zur meiner PERSÖNLICHEN "reinen Spekulationsblase" anhand der PAPIERWERTE !

Der reale Fahrvergleich ist selbstverständlich das entscheidende Kriterium.

Ich möchte mir hier nichts Anmaßen oder irgendjemanden Entscheidung zu dieser oder jener Motorwahl in Frage stellen.

Imho muss & kann jeder anhand seines Geldbeutels und seiner Fahrweise die passende Kombi finden.

 

zunächst noch ein Wort zu den Opel-Diagrammen:

Drehmoment & Leistung hängen über eine Formel voneinander ab.

Bei den zur Verfügung stehenden Diagrammen der Motoren 1.6T, 2.0CDTI und 2.0CDTTI war das auch schön in Einklang zu bringen.

Mit der Annäherung durch Geraden habe ich schätzungsweise eine Genauigkeit von unter ca 5% zwischen Kalkulation und Original Leistungsdiagramm hinbekommen, die Übergangspunkte mal ausgenommen

Beim 2.0T Diagramm der Händlerbroschüre stimmt aber etwas nicht.

Die Drehmomentkurve fällt ab ca 4100 Touren deutlich ab, die Leistung hingegen wächst dennoch bis 5400 Tourten auf die 220 PS?

Eine von beiden Kurven ist da imho falsch

Die Kurven zum 2.0T sind daher mit Vorsicht zu geniessen.

 

Nun aber:

Benziner allgemein:

Die Benziner lassen sich in den Gängen (Geschwindigkeitsbezogen) ca 25% weiter ausdrehen

 

2.0CDTI (160PS)

Hat im Vergleich zum 1.6T unterum den typischen "Diesel Bums"

Überzeugt gegen den 1.6T nahezu bis an seine Diesel-Drehzahlgrenze, erst dann zieht der 1.6T weg, dieser kann aber dafür 25% weiter "drehen".

Bietet im Vergleich zum Benziner fast immer mehr Drehmoment bei identischer Geschwindigkeit im gleichen Gang (jedenfalls bis zum Diesel Drehzahlmax).

Imho in guter Allrounder.

 

1.6T

Gegen den o.g. CDTI halt der typische Diesel / Otto Vergleich. ("by Design" so gewollt?)

Der 1.6T zieht "schnurgerade" mit kontinierlichem Leistungszuwach bis kurz vor Drehzahlende.

Kann gegenüber dem 160PS Diesel ab ca 75% MaxDrehzahl. seine Leistungswerte ausspielen.

Die Gänge können halt weiter ausgefahren werden

 

2.0CDTTI:

Die "normierte" Leistungskurve ähnelt eher der eines Benziners.

Beachtenswert, dass Vmax des 190PS Registerturbos bis auf 1km/h genau mit dem 180PS 1.6T übereinstimmt.

Ich vermute mal Vmax liegt im 6.Gang dort, wo sich die Kurve mit der des 1.6T schneidet.

Der Motor dreht höher als der des "kleinen Bruders" mit 160PS.

Man sieht aber deutlich, dass er durch die etwas andere Anpassung Getriebe / Antriebswelle auf "Durchzug" getrimmt wurde.

Im Vergleich zum CDTI hat er fast über das gesamte Drehzahlband so ca 30% mehr an Drehmoment am Gummi (Abzüglich der 4x4 Verlust-Unbekannten)

Der 190PS dreht im gleichen Gang bei gleicher Geschwindigkeit zwar höher als der 160PS Pendant, hat aber soviel mehr an Drehmoment, dass man auf Landstrasse und Autobahn wohl gleich einen Gang höher als im CDTI einlegt.

Bei mittleren Geschwindigkeiten könnte er im Antritt wohl sogar dem 2.0T Paroli bieten (falls die 4x4 Einheit nicht zuviel frisst)

Würde mich mal wirklich interessieren, wie er sich so gegen den 2.0T hält.

2.0T

wie gesagt, mit Vorsicht zu geniessen.

Ich habe mich weitestgehend an der Drehmomentkurve der vorliegenden Publikation gehalten.

Die ebenfalls darin enthaltene Leistungskurve sieht im oberen Drehzahlbereich noch optimistischer aus.

Klar zu sehen, die Gänge lassen sich noch etwas weiter ausfahren als beim 1.6T

Bis ca 70% seiner Drehzahl liegt zwar der CDTTi mit rund 10% vorne, dann aber gibt er Gas

Falls ich irgendetwas in den Ansätzen meiner Überlegungen nicht bedacht habe ist die gesamte Berechnung natürlich obsolet.

Habe aber erst mal nichts Wiedersprüchliches finden können und hoffe, dass Euch der Vergleich auch etwas "bringt"

Grüße

 

[Fren]

Danke für deinee Überlegungen - gerade auch die Grafik war bestimmt eine Heidenarbeit!

Was ich deinem Beitrag vor allem entnehme ist der wohl doch schon gigantische Unterschied zwischen den 190 und 160 PS - Diesel-Motoren. Hier war ja des öfteren zu lesen, das sich die ca. 2000 Euro Aufpreis (den Allrad mal rausgerechnet) für die "läppischen" 30 PS vermutlich gar nicht lohnen. Jetzt, wo du schreibst, es gäbe übers ganze Drehzahlband soviel "mehr Antritt" (siehe Grafik) nun ja... mal überlegen

[simmu]

Moin,

man, du hast dir ja eine riesen Arbeit gemacht. Repsekt!

Die Getriebe sind leider nicht alle gleich. Das "MT-6" steht für ein manuelles 6-Gangschaltgetriebe. Welche Getriebe im einzelnen Verbaut sind, kann ich dir leider noch nicht sagen, da für die üblichen Quellen der I einfach noch zu neu ist.

Ich denke mal, mit den korrekten Gangstufen wird die Grafik noch ein wenig verändert werden.

G

simmu

[Antriebswelle10995]

Hallo,

falls zu den Getrieben tatsächlich unterschiedliche Varianten existrieren und die Werte zur Verfügung stehen immer her damit.

Derzeit basiert die Grafik auf folgendes Verhältnis Getriebe / Antriebsachse:

1.6T : ________3,94

2.0CDTI:______3,55

2.0CDTTI :_____3,89

2.0T :________ 3,76

Habe gehofft, das die Übersetzung ggf in einem "Einheits- MT6" verbaut waere und sich dadurch die Varianten ergeben.

 

Grüße

[Caravan16V]

Hi,

da Dich das Thema interessiert, hier mal zwei hilfreiche Links:

http://www.juergen-tiegs.de/up/fachbeitrag_u.pdf

http://www.juergen-tiegs.de/up/fachbeitrag_vmax.pdf

 

Zitat:

Drehmomentenkurve:

Um die Leistungskurve zu berechnen, versuche ich die Momentenkurve in Naherung durch mehrere Geraden zu modellieren.

Das brauchst Du eigentlich gar nicht. Drehmoment und Leistung hängen über die Formel P=M*n/9550 direkt miteinander zusammen. Da braucht man nichts modellieren.

 

 

Zitat:

Ich dividiere die jeweilige Motorendrehzahl mit dem Wert der motorenabhängigen Untersetzung (Getriebe/Antriebswelle) und erhalte dadurch eine "normierte Drehzahl"

Äquivalent dazu steigt die Leistung (Steigerung da UNTERsetzung) um den gleichen Faktor der o.g. Untersetzung.

Die Leistung ist unabhängig von der Über- oder Untersetzung im Getriebe. Leistung kann nicht gewandelt werden, Leistung wird durchgeleitet. Nur ein Drehmoment kann gewandelt werden. So gesehen ist Dein angehängtes Diagramm per se schon mal falsch.

Weiterhin scheinen rechnerische Fehler zu bestehen. Bestätigt wird meine Annahme dadurch, dass der Unterschied bei der von Dir sogenannten „normierten Antriebswellenleistung“ zwischen dem 160PS-Diesel und den 190PS-Diesel viel zu gross ist. Laut Deinem Diagramm hat der 190PS-Motor rund 34% mehr Leistung als der 160PS-Diesel (740 zu 550). In Wahrheit sind es aber nur 18.75% (190 zu 160).

 

Zitat:

Beim 2.0T Diagramm der Händlerbroschüre stimmt aber etwas nicht.

Die Drehmomentkurve fällt ab ca 4100 Touren deutlich ab, die Leistung hingegen wächst dennoch bis 5400 Tourten auf die 220 PS?

Eine von beiden Kurven ist da imho falsch

Die Kurven zum 2.0T sind daher mit Vorsicht zu geniessen.

Ich weiss nicht, auf welche Kurve Du Dich beziehst. Aber auch wenn das Drehmoment fällt, kann die Leistung noch steigen. Voraussetzung dafür ist, dass die Drehzahl stärker ansteigt als das Drehmoment abfällt.

Ich hätte grosses Interesse an der von Dir erwähnten Datenquelle (Leistungskurven, Getriebeübersetzungen, …).

 

Im Grunde ist die Betrachtung über „normierte“ Leistungen und Drehmomente überflüssig. Das, was man DIREKT für Beschleunigungsberechnungen verwenden kann, ist die Radzugkraft. Und diese lässt sich direkt anhand der Drehmomentkurve, dem Getriebediagramm und der Reifengrösse ausrechnen.

Ein Radzugkraftdiagramm sieht dann so aus:

[Caravan16V]

Daraus kann man dann mittels Fahrzeuggewicht, cw-Wert, Stirnfläche, Rollwiderstand und Getriebewirkungsgrad die freie (für Beschleunigung zur Verfügung stehende) Radzugkraft und somit die Beschleunigung ermitteln:

[Antriebswelle10995]

Hi Caravan,

Quelle ist u.a. Händlerinfo,

schau dich mal auf Seiten 28 (Leistungs & Drehmomentkurve) um sowie S. 64 (Untersetzung)

Da es eine Händlerinfo ist, bin ich mir unsicher ob ich einstellen sollte.

... aber du bist ja Mod und könntest wieder löschen (-;

[Caravan16V]

Ja, die Datei fällt wohl unter das Urheberrecht - denke ich zumindest. Habs gelöscht (und vorher korpiert )

Ich schau mir das mal an.

Gruss

Jürgen

[Antriebswelle10995]

Hi nochmal,

 

zunächst Danke für die Kritischen Inputs..

 

Zum Thema

...Leistung kann nicht gewandelt werden, Leistung wird durchgeleitet. Nur ein Drehmoment kann gewandelt werden. So gesehen ist Dein angehängtes Diagramm per se schon mal falsch.

OK, erwischt schuldig im Sinne der Anklage, ich schau´s mir nochmal an.

Im Grund habe ich alles vom Drehmoment der Motoren abgeleitet.

Genau genommen ist wohl die Achsbeschriftung falsch, müsste wohl Drehmoment sein.

Die Skalierung dient auch nur zu Vergleichszwecke, da stehen natürlich keine xx PS an..

Ich Versuch da mal sinnvoller nachzubessern.

 

...Das brauchst Du eigentlich gar nicht. Drehmoment und Leistung hängen über die Formel P=M*n/9550 direkt miteinander zusammen. Da braucht man nichts modellieren.

DOCH weil:

Ich benötige als Grundlage eine Momentenkurve.

Diese muss ich modellieren (in Annäherung durch Geradengleichungen und deren Gültigkeitsbereiche)

Punktuelles ablesen aus den Originaldiagrammen fand ich zu unpräzise.

Die Leistung berechne ich selbstredend aus dem Drehmoment

Zur Verdeutlichung mal ein Ausschnitt einer Tabelle:

[Caravan16V]

Also, kurzes Statement:

 

Zum 2.0T/220PS:

Der hat obenraus in der Tat einen etwas eigenartigen Drehmoment/Leistungsverlauf. Von der Form her ist das allerdings schon möglich. Was aber viel schlimmer ist: Die Drehmomentkurve passt rein grössenordnungsmässig nicht zur Leistungskurve. Der Motor hat laut Diagramm nur rund 240Nm bei 5300/min. Um die 162kW Motorleistung zu erreichen müsste er aber 291Nm bei 5300/min haben. Hier leistet sich Opel den gleichen Fehler wie schon vor drei Jahren beim Vectra OPC (auch da passten Leistungskurve und Drehmomentkurve nicht zusammen). Sowas ist mir absolut unverständlich.

 

Zu den Getrieben:

In der Datei stehen ja nur die Achsübersetzungen. Die Gangübersetzungen sind bei Diesel/Benziner höchstwahrscheinlich auch unterschiedlich. Das war schon beim Vectra so. Die Benziner hatten das kurz übersetzte F40CR, die Diesel hatten das lang übersetzte F40WR. Die Diesel sind also wesentlich länger übersetzt als Du es angenommen hast.

Gruss

Jürgen

 

[Antriebswelle10995]

Hi,

ich werde am WE mal die Achsbeschriftungen anpassen und die Tabellen vorbereiten für die Angabe von möglichen Gangübersetzungen.

(Z.B einen Wert zusätzlich für die reale Untersetzung des 6.Gangs einkalulieren).

Schon mal Danke für die Tipps

Die Links muss ich mir noch "reinziehen"

vielleicht nochmal zur Verdeutlichung der Modellierung anbei das res. Diagramm zur gerade eingestellten Tabelle zum 2.0CDTI

Ich finde die ist gar nicht so weit weg vom Herstellerdiagramm.