Frage von DasDouble, 172

Theoretische Höchstgeschwindigkeit berechnen Elektromotorrad?

Hallo zusammen, ich würde gerne die theoretische Höchstgeschwindigkeit eines Elektromotorrads mit Hinterradantrieb berechnen. Das E-Motorrad hat 4 kW und einen 17 Zoll motorradreifen. Aufliegen wird der Hinterreifen in der Breite ungefähr 7 Zentimeter. Wiegen tut das Gefährt um die 44 Kilo, ohne Fahrer. Hat wer eine Formel zur Hand, um mit diesen Daten, oder ein bisschen mehr die Höchstgeschwindigkeit zu berechnen? Bitte nicht schreiben, dass das nicht die wirkliche Höchstgeschwindigkeit sein wird, das weis ich ja. Deswegen frage ich ja schließlich nach der theoretischen Höchstgeschwindigkeit. Die reale HG. wird bei geschätzt 60-70% von der Theor. HG liegen.

-Grüße, Elias

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von blackhaya, Community-Experte für Motorrad, 118

Hallo hier ist die Formel:

PMotor = ((A/2 × Cw × D × v3) + (Cr × m × g × v)) × 1.17

Kommentar von DasDouble ,

Perfeckt! Genau das was ich gesucht habe! Vielen Dank mein Freund :)

Kommentar von DasDouble ,

Jetzt muss ich mich nur noch reinlesen wofür was steht :-)

Kommentar von blackhaya ,

A=Stirnfläche des Objektes

Cw=Luftwiderstandsbeiwert, kann man nur experimentell ermitteln. Motorrad hat etwa 0,7

D=dichte der Luft

V=Geschwindigkeit

CR=Rollwiederstandbeiwert

M=Masse des Obejektes

G=Erdanziehung

und das ganze mit einem Verlustfaktor von 17 Prozent für Motor und Gebriebe.

Kommentar von DasDouble ,

Mein Motor hat eine Effizienz von etwa 89 Prozent. Muss ich also am Ende statt "mal 1,17" etwas anderes eintragen?

Kommentar von DasDouble ,

Ich habe jetzt 0.7990 heraus. Heißt das also 79 km/h ?

Expertenantwort
von fjf100, Community-Experte für Mathe, 83

Aus den Physik-Formelbuch P=F * v hier ist F der Fahrwiderstand in N (Newton) und v ist die Geschwindigkeit in m/s (meter pro Sekunde)

F=Fr+Fl hier ist Fr der Rollwiderstand in N und Fl der Luftwiderstand in N

Fr= u * m * g hier ist u= 0,015 - 0,02 Rollreibwert zwischen Reifen und Straße ,m ist die Gesamtmasse (Fahrzeug + Fahrer) in Kg

g=9,81 m/s^2 dies ist die konstante Erdbeschleunigung,auf der Erdoberfläche überall gleich.

Fl= k * v^2 dies ist der luftwiderstand in N wobei k eine Konstante ist,die von vielen Faktoren abhängig ist,Breite des Fahrers strömugsgünstige Form des fahrzeugs

Gesamtformel ist somit P= Fr+Fl) * v= u * m * g * v + k * v^3 hier ergibt sich die Antriebsleistung P in W (Watt)

Bei Zweirädern braucht man 5 KW=5000 W Antriebsleistung um 80 Km/h fahren zu können.Das Gesamtmasse beträgt dabei ca. 180 kg

Mit u=0,02 und v=80 Km/h=22,22 m/s ergibt sich ein Wert für k=0,384

Endformel somit P= 0,02 * m * 9,81m/s^2 * v + 0,384 * v^3 

Kommentar von Effigies ,

Da sind aber verdammt viele Annahmen und Schätzwerte drinnen.

Kommentar von fjf100 ,

Es gibt hier nur 2 Anhaltswerte nämlich den Rollbeiwert u und die Konstante k für den Luftwiderstand.diese Werte kann man nicht exakt angeben,weil diese von den tatsächlichen Verhältnisssen abhängen.

u ist abhängig von ,Straßenbelag,Reifenprofil,Gummiemischung,Reifendurchmesser.

k ist abhängig von der Figur des Fahrers ,Breite und Höhe Windschlüpfrigkeit.Der Fahrer kann sich ja auch "lang machen".

ausserdem ist k noch von den Abmessungen des Fahrzeugs abhängig .cw-Wert,Querschnittsfläche.

Außerdem ist der cw - Wert etwas abhängig von der Geschwindigkeit selbst,also nicht exakt konstant.

besorge dir dazu ein Physik-Formelbuch privat in einen Buchladen,da stehen alle Formeln drin.

Antwort
von dompfeifer, 108

Mit einer "Formel" ist Dir da wenig gedient.

Die erzielbare Höchstgeschwindigkeit ergibt sich bei gegebener Leistung aus Gesamtgewicht, den Reibungsverlusten an Getriebe, Lager und Reifen/Straße. Vielleicht findet sich hier ein Spezialist, der dazu ungefähre Erfahrungswerte liefern kann.

Antwort
von TheStone, 61

Die Daten die du da hast, haben (mit Ausnahme der Motorleistung) alle keinen direkten Einfluss auf die Höchstgeschwindigkeit. 

Die Höchstgeschwindigkeit ist genau dann erreicht, wenn der Luftwiderstand und sonstige Reibungsverluste genau so groß sind, wie die Kraft mit der das Gefährt beschleunigt wird. 

Expertenantwort
von Effigies, Community-Experte für Motorrad, 38

Hat wer eine Formel zur Hand, um mit diesen Daten, oder ein bisschen
mehr die Höchstgeschwindigkeit zu berechnen? Bitte nicht schreiben, dass das nicht die wirkliche Höchstgeschwindigkeit sein wird, das weis ich ja.

Ist die eigentlich überhaupt nicht klar, wie blöd dieser Satz ist? Du möchstest eine Formel  um die "nicht richtig Höchstgeschwindigkeit" zu berechnen ?

Die reale HG. wird bei geschätzt 60-70% von der Theor. HG liegen.

Dann ist die Theorie falsch.

Kommentar von blackhaya ,

Physik ist eine exakte Wissenschaft.

Aber hey, die Höchstgeschwndigkeit hängt von sehr vielen Faktoren ab, und einige kann man nur näherungsweise angeben.

CW Wert kann man nicht berechnen, das wird experimentell im Windkanal gemessen. CW-Wert da landet man schnell in der Chaos-Theorie.

Daneben kann man auch nur anäherungsweise wiedergeben wie effizient das Getriebe und der Motor ist. Da muss man mit Reibung und übertragsverlusten von 10-20 Prozent rechnen.

Kommentar von Effigies ,

Physik ist eine exakte Wissenschaft.

Genau, und wenn ich kein brauchbares Modell haben, dann muß ich eben sagen, der Wert ist nicht vorhersagbar sondern kann nur experimentell ermittelt werden.

Aber eine "nicht richtig" Höchstgeschwindigkeit zu berechnen ist einfach Blödsinn. Genau so ein Blödfug die die Weltklimakonferenz letzte Woche.

Expertenantwort
von blackhaya, Community-Experte für Motorrad, 37

Hallo Elias,

du brauchst noch den CW-Wert und die Stirnfläche

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