Warum kann ein Motorrad Motor bis über 11.000 Umdrehungen schaffen, pkw Motoren nicht?
Pkw sind meistens bei 6-7000 Umdrehungen „abgeregelt“...
7 Antworten
Je höher ein Motor dreht, desto weniger Drehmoment hat er bei niedrigen Drehzahlen. Darum: Je schwerer ein Fahrzeug ist, desto mehr Hubraum und niedrigeres Drehzahlniveau braucht der Motor. Wenn man einen höher drehenden Motor aus einem Motorrad mit selber PS Zahl in ein Auto einbauen würde, wäre der unbrauchbar, weil die Leistung nicht genutzt werden kann. Ein viel schweres Auto braucht mehr Drehmoment vom Leerlauf weg um das höhere Gewicht in Bewegung zu setzen. Bei einem viel leichteren Motorrad hingegen braucht man sich um zu wenig Kraft bei niedrigen Drehzahlen keine Gedanken zu machen.
Google mal nach "Hayabusa engine car". So ein Motorradmotor sorgt durchaus auch in einem Pkw für Furore. Und hoch drehende Motoren kann man mit ein paar Tricks (z.B. per schaltbaren Saugrohren, oder verdrehbaren Nockenwellen) auch untenrum drehmomentmäßig stärken. Oder man klatscht auf nen Hochdrehzahlmotor nen Kompressor, siehe "Honda S2000 supercharger". Dann hat man Drehvermögen und Bums untenrum.
Die technische Begrenzung liegt vor allem in der maximal möglichen Kolbengeschwindigkeit. Als Obergrenze gilt in etwa 20 m/s. Darüber werden die Fliehkräfte im oberen und unteren Totpunkt zu groß, sodass das Pleuel schlapp macht und darüber besteht die Gefahr, dass der Schmierfilm zwischen Kolben und Zylinderwand abreißt.
Nun kann man bei gleicher Kolbengeschwindigkeit den Motor kurzhubig oder langhubig auslegen.
Eine Auslegung als Kurzhuber (Bohrung größer als der Hub) bedeutet hohe Drehzahlen und hohe Leistung, aber geringes Drehmoment vor allem im Teillastbereich.
Eine langhubige Auslegung (Bohrung kleiner als der Hub) bedeutet geringere Drehzahl, geringere Leistung, aber besseres Drehmoment und ein etwas besserer Wirkungsgrad.
Bei vielen Automotoren findet man eine annähernd quadratische Auslegung (Bohrung = Hub) als Kompromiss zwischen obigen Merkmalen.
Guck Dir doch mal die spezifischen Drehmomentdaten von lang, - und kurzhubigen Motoren an, diese unterscheiden sich nicht groß, teilweise gar nicht.
Das gilt nur für das maximale Drehmoment. nicht aber für das Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen. Bei Langhubern steigt die Drehmomentkurve schneller an und verläuft dann flacher, während man bei Kurzhubern in der Regel eine wesentlich steilere Drehmomentkurve hat.
Deswegen bevorzuge ich Kurzhuber: Lange Lebensdauer, verringerte Gefahr für Kolbenkipper.
Das kann man so oder so sehen. Wenn man die maximale Leistung ausnutzt, ist es egal, weil sowohl Kurz- als auch Langhuber dann mit ähnlichen maximalen Kolbengeschwindigkeiten arbeiten. Bei niedrigeren Drehzahlen hat der Kurzhuber zwar geringere Kolbengeschwindigkeiten wie der Langhuber, dafür zieht er aber auch nicht so gut von unten raus und mann muss zum Beschleunigen eher mal runterschalten, wodurch dann der Vorteil der niedrigeren Kolbengeschwindigkeit wieder dahin ist.
Das Kolbenkippen hat man so oder so und das ist an sich beim Kurzhuber sogar etwas stärker vorhanden. Zum einen hat der Kolben meistens ein etwas kürzeres Kolbenhemd, also etwas weniger Führung im Zylinder und zum anderen ist die Schrägstellung des Pleuels etwas stärker als beim Langhuber.
Weil kleine Motoren die Leistung aus der Drehzahl nehmen.
Und in ein Krad passt kein großer Motor.
Ins Auto schon.
Hoch drehende Motoren verschleißen schneller, man braucht sie im Auto nicht, da ist Platz für einen großen Motor, der nicht hoch drehen muss.
Es gibt durchaus Motoren in Autos die sehr hohe Drehzahlen erreichen.
Honda S2000, mit 9k Umdrehungen
Mazda RX-8 oder ein 99er Subaru Impreza WRX STI mit 8k Umdrehungen...
Je größer der Motor, desto geringer die Drehzahl. Die Rotationskräfte bei gleicher Drehzahl wachsen bei zunehmender Masse im Quadrat. Stabilität kann man aber meistens nur durch noch mehr Masse erzeugen, wodurch irgendwann ein technisch sinnvoller Grenzwert erreicht wird, auf den abgeregelt wird.
Ein Motorradmotor braucht nicht so viel Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Also legt man ihn auf Drehfreudigkeit aus, was dann mehr PS bringt.
Da ist auch oft das Bohrung/Hub Verhältnis wichtig. Drehzahlmotoren haben viel Bohrung und wenig Hub. Der Grossflächige Kolben bewegt sich also nur wenig hoch und runter. (Die Ducati Panigale ist das extreme in dem Bereich. Deshalb hat die für einen 2-Zylinder so viel PS)
Das Gegenteil sind die langhubigen Motoren von Harley. Monster Hubraum aber wenig PS.
Absatz 3 und 4 wird gerne behauptet, ist jedoch ein Trugschluss. Guck Dir doch mal die spezifischen Drehmomentdaten von lang, - und kurzhubigen Motoren an, diese unterscheiden sich nicht groß, teilweise gar nicht. In einer älteren AMS kam man auch mal zu dem Schluss, dass es "gehüpft wie gesprungen" ist. Denn wenn ein Motor mit gleichem Hubraum weniger Hub hat, hat er ganz automatisch mehr Kolbenfläche, und die wiederum leitet den Verbrennungsdruck besser weiter. Deswegen bevorzuge ich Kurzhuber: Lange Lebensdauer, verringerte Gefahr für Kolbenkipper.