Warum sinkt das Drehmoment bei steigender Drehzahl?
Ich dachte immer , dass das daran liegt, dass die Verbrennung zu langsam ist und dadurch die Verbrennung nicht richtig "ausgenutzt "werden kann. Mein Vater hat mir aber gesagt, dass das unteranderen daran liegt, dass das Gemisch dann zu langsam bzw. zu wenig in den Motor kommt, dass der Kolben bzw. die Kurbelwelle dann bei hohem Drehzahlen selber so viel Schwung und Kraft hat , dass dann die die Verbrennung bzw. die Drücke dann viel weniger ausmacht und das der Kolben dann so schnell ist , dass der Kolben dann den Druck der Verbrennung weniger ausnutzen kann. Stimmt das ? Und woran kann das noch so liegen?
Danke schonmal.
5 Antworten
Das Drehmoment ist eine physikalische Größe, die im Motorenbau die Durchzugskraft angibt. Die physikalische Einheit hierfür heißt Newtonmeter (Nm). Ziel bei Autos mit Verbrenner ist es, ein hohes Drehmoment möglichst früh bei niedrigen Drehzahlen anliegen zu haben. Der Vorteil von E-Autos: Bei ihnen steht das Drehmoment unmittelbar zur Verfügung. Möchte der Fahrer maximale Beschleunigung und Höchstgeschwindigkeit, ist die Leistung relevant.
Ein Verbrennungsmotor erreicht sein maximales Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen als die maximale Leistung. Wenn also von Kraft aus dem Drehzahlkeller die Rede ist, ist damit gemeint, dass schon bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment anliegt. Hilfreich ist dies für schaltfaules Fahren bei Fahrzeugen mit manuellem Getriebe. Oder für das Ziehen von Anhängern mit dem Auto (Hängerbetrieb) und für Bergfahrten
Mit der Leistung kommt der Faktor Zeit ins Spiel. Vereinfacht formuliert: Sie gibt die Energie an, die in einer bestimmten Zeitspanne umgesetzt wird. Die physikalische Formel lautet: Leistung ist Kraft x Geschwindigkeit. Sie wird in der Einheit Kilowatt (kW) angegeben, früher in Pferdestärken (PS). Ein Watt (W) steht für einen Newtonmeter pro Sekunde. Eine hohe Leistung erreicht ein Motor also entweder durch ein hohes Drehmoment oder durch hohe Drehzahlen. Die Maximalleistung, mit der die Hersteller werben und die auch im Fahrzeugschein angegeben ist, steht zumeist bei hohen Drehzahlen zur Verfügung.
Somit sollte klar sein: Weniger Zeit pro Arbeitstakt bei hohen Drehzahlen aber dennoch mehr Pferdestärken.
In der Physik versteht man unter Drehmoment die Kraft, die mithilfe eines Hebelarms auf einen Drehpunkt wirkt. Die Formel des Hebelgesetzes lautet: Drehmoment = Kraft (N) x Hebelarm (m). Die Maßeinheit, in der das Drehmoment angegeben wird, heißt Newtonmeter (Nm). Newton steht dabei für die Kraft, die wirkt, und Meter für die Länge des Hebelarms. Eindrücklich verdeutlicht wird das Drehmoment in der Abgrenzung zur Leistung: Wie der Name schon sagt, sorgt das Drehmoment dafür, dass ein Gegenstand ins Drehen gerät. Es gibt also an, welche Kraft bei der Drehung auf die Antriebswelle des Fahrzeugs wirkt. Kraft hingegen beschleunigt Dinge linear. Leistung ist das Produkt aus Kraft und der Geschwindigkeit, mit der diese Kraft wirkt. Leistung und Drehmoment sind beides Kennzahlen, die abhängig sind von der Drehzahl des Motors.
VG ProxyCent
Aber warum wird die Explosion immer schwächer? Ich dachte , dass daran liegt, dass der Kolben schon so schnell ist, dass die Explosion quasi nicht hinterher kommt?
Meiner hat 400nm von 1.550 - 4.400 Umdrehubgen und macht 258ps von 5.000 - 6.750 Umdrehungen.
Somit lässt er sich sehr kraftvoll bewegen, weil im unteren drehzahlbereich viel Leistung anliegt.
Das ist explizit so gewünscht vom Ingenieur.
Die Automatik schaltet bei geringer Last die Gänge hoch sodass teilweise nur 840rpm Anliegen. Das ist schon heftig, geht aber nur durch hohes Drehmoment ab leerlaufdrehzahl. Das spart Sprit.
Aber ist das auch ein Grund? (Mein 2 Kommentar von deiner Antwort)
Aber ist das nicht auch so wie beim Fahrrad? Weil wenn man in den 1 Gang schaltet beim Fahrrad fahren, dann kann man ja viel weniger Drehmoment auf die Pedale geben.
Warum sinkt das Drehmoment bei steigender Drehzahl?
Weil die Füllung nur in einem bestimmten Bereich optimal ist. Ausweiten kann man diesen Bereich beispielsweise mit variablen Saugrohrlängen oder Ventilsteuerzeiten, oder man verbaut eine Aufladung. Letztere Gattung besitzt nicht selten ein sogenanntes "Drehmomentplateau", d.h. über einen weiten Bereich ist das Drehmoment exakt gleich hoch.
Aber liegt, dass auch daran , was ich oben geschrieben habe ?
So ist es. Jeder Motor hat seinen "sweet spot", was die optimale Kraftausnutzung betrifft, und zwar den Punkt des maximalen Drehmoments. Möchte man den Spagat aus bestmöglicher Beschleunigung bei geringstmöglichem Verbrauch, sollte man die Motordrehzahl in diesem Bereich halten.
also nur damit ich es richtig verstehe: Das Drehmoment wird bei steigender Drehzahl immer geringer, weil 1. die Füllmenge immer geringer wird, 2. Weil (wie schon oben gesagt) die Kolben selber immer mehr Schwung und Kraft haben , sodass die Explosion weniger gegen den Kolben "drücken" kann und 3. Weil die Kolben dann so schnell sind , sodass die Explosion nicht mehr wirklich (bzw. langsamer) den Kolben "folgen" kann?
So kann man das stehen lassen, denke ich. Falls Du es ganz genau wissen möchtest, würde ich an Deiner Stelle mal einen Motorentwicklungsingenieur fragen - ich bin nur Mechaniker.
Ganz einfach ausgedrückt: die angesaugte Luft braucht eine Weile um den Zylinder zu füllen. Je schneller der Motor dreht desto weniger Zeit hat die Luft den Zylinder zu füllen. Also je höher die Drehzahl desto weniger Luft pro Umdrehung.
Es gibt aber Massnahmen um die Luftmenge zu erhöhen, mehr Ventile lassen die Luft schneller durch, oder rin Turbolader der die Luft schneller in den Motor rein bläst.
Durch die Öffnungszeiten der Ventile lässt sich der Drehmomentverlauf auch anpassen.
Salue
So einfach lässt sich dies nicht erklären. Es kommt nämlich darauf an, was der Konstrukteur erreichen wollte. Nehmen wir mal an, wie haben einen kleinen 125er Motor der in der Praxis häufig ausgedreht werden muss, damit er möglichst viel Leistung produziert. Bei solchen Motoren kann das maximale Drehmoment bei 11'000 Umdrehungen pro Minute liegen, die maximale Leitung liegt dann bei 12'000/Min. Dieser Motor wird ständig zwischen 9000 und 12000/Min gefahren.
Nehmen wir aber einen grossvolumigen Motor, der selten hohe Drehzahlen braucht. Hier wird der Kostrukteur schauen, dass das maximale Drehmoment viel tiefer liegt, denn beim maximalen Drehmoment mit Vollgas liegt auch der effizienteste Betriebsbereich.
Hier ein Bespiel eines US-Kleinwagens mit Benzinmotor. Bei diesem Motor fällt das maximale Drehmoment (gelbe Kurve) bereits mit 1800/Min an. Gefahren wird dieses Auto mit sehr tiefen Drehzahlen, also zwischen 1000 und 2000/Min. Im höchsten Gang wären dies rund 100 km/h mit 2000/Min.
Tellensohn
Da die Leistung "P" konstant und das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment ist. Ganz einfache Physik!
Nein die Leistung ist nicht konstant. Das Drehmoment und die Leistungen steigen zunächst gemeinsam an dann beginnt das Drehmoment und irgendwann wieder die Leistung zu fallen.
Die Leistung die dir der Verkäufer verkauft ist die Maximalleistung die hald irgendwo auf der Leistungskurve autritt.
Also nur, damit ich das jetzt richtig verstehe: das Drehmoment sinkt bei höheren Drehzahlen , weil die Explosion von dem Gemisch daher zu wenig Zeit hat , sich wirklich aus zu breiten und dadurch der Kolben nicht so stark angetrieben wird, wie in niedrigen Drehzahl Bereichen ?