Drehmoment und Newtonmeter

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Ich versuche das jetzt mal ganz allgemein zu erklären: Die Masse 1 kg wirkt senkrecht zum Erdemittelpunkt durch die Erdanziehungkraft (welche eine Beschleunigung von 9,81 m/s² erzeugt) eine Kraft die Gleich "n Kilogramm mal Gravitationskonstante (9,81m/s²)" ist, also 9,81 Newton. Aufgerundet wird hier oft auf glatte 10 Newton.

Das Drehmoment: Legst du dieses Kilogramm bzw. diese 10 N nun auf einen Hebel mit der exakten Länge von einem Meter, so erzeugt dies ein Drehmoment von 10 N mal Meter also Nm. Das Drehmoment ist längenabhängig oder besser wegabhängig. schiebst du die 10 N jetzt weiter nach vorne, so verringert sich das reagierende Moment am Anfang deines Hebels. Verlängerst du den Hebel bei gleicher Karft, so steigt das Drehmoment.

Auswirkungen: Wegabhängige Größen haben den Vorteil, das man sie einfach verstärken kann. Drehst du zum Beispiel eine Schraube irgendwo ein, die pro Umdrehung einen Millimeter nach innen wandert, drehst aber an einem Schraubenschlüssel pro Umdrehung einen Weg von 50 cm, dann verfünfhundertfacht (MAl 500!!!) sich (wenn reibungsfrei angenommen) deine Kraft beim festschrauben aufgewandte Kraft.

Aus diesem Grund verwendet man zum Beispiel bei Radschrauben beim Auto einen Drehmomentschlüssel. Dieser soll verhindern, dass du die Schraube überdehnst oder sogar zerreist. Die Enormen Kräfte die man mit einem langen Hebel erzeugen kann sind nicht zu unterschätzen. (drücke z.b. mal deine Hand in einem Schraubstock zusammen^^)

Beim Auto verhält es sich so: Bei der Verbrennung drückt ein "Explosionsdruck" auf den Kolben und erzeugt dadurch eine Kraft nach unten. Hier bildet man den Mittelwert dieser Kraft. Der Kolben im Motor drückt über eine Stange (dem Pleuel) auf eine Kurbel an der Kurbelwelle. Durch die Drehbewegung dieser Kurbel variiert nun allerdings das enstehende Drehmoment, das sich bei der Drehung permanent der Hebelweg verändert. (Du kannst das beim Fahrradfahren einfach ausprobieren. Steht die Pedale im 90 Grad winkel, so hast du die meiste Kraft am Rad.) Also bildet man auch hier nun einen Mittelwert des Drehmomentes an der Kurbelwelle. Hat ein Motor also sagen wir mal bei 5000 Umdrehungen pro Minute sein maximales (durschnittliches) Drehmoment von .... 150 Nm, so lässt sich hierraus die Leistung des Motors berechnen. Die Motorleistung errechnet sich aus: Drehmoment mal Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle. Die Winkelgeschwindigkeit ist: Drehzahl mal 360° (im Bogenmaß also 2 Pi). Das Ergebnis erhalten wir in Watt. Geteilt durch 1000 ergibt das nun deine Kilowatt. kW mal ~1,36 ergibt nun deine PS. in Unserem Beispiel kämen wir auf etwa 78,5 Kilowatt, was ungefähr 106,8 PS entspräche. (In der Gleichung Mn2*Pi=Leistung (P) müssen natürlich die richtigen Einheiten verwendet werden)

Drehmoment und Leistung hängen direkt zusammen, auch wenn hier viele selbsternannte "Fachleute" etwas anderes behaupten!

Wie schon erwähnt, ist Drehmoment die Kraft jedes einzelnen Kolbenhubes, Leistung gibt an, wie viele solcher Hübe mit einer gewissen Kraft in einer Zeiteinheit möglich sind. Ein drehmomentschwacher Motor kann die gleiche Leistung haben wie ein drehmomentstarker, muss dafür jedoch höher drehen. Die Formel lautet: Leistung = Drehmoment (in Nm bei Nenndrehzahl) mal Drehzahl (in U/min.) geteilt durch 9550

Einen drehmomentschwachen, leistungsgleichen Motor kann man vergleichen mit einem schnellen Sportler, der eine geringe Menge Gewicht über eine bestimmte Strecke trägt, dies jedoch schnell. Das Gegenteil dann beim drehmomentstarken Motor, hier trägt der fiktive Sportler mehr auf einen Schlag, dafür langsamer. Beide haben jedoch in einer gewissen Zeitspanne die gleiche Masse an Ware befördert, weil sie die gleiche Leistung haben.

PS und Newtonmeter stehen nicht wirklich in einem Verhältnis zueinander. In PS oder Kw (Kilowatt) wird die maximale Leistung eines Motors angegeben. In Newtonmeter die Drehkraft. Viele vergleichen dazu Benziener mit Diesel. Tatsächlich dafür ausschlaggebend was rauskommt sind Verhältnisse Bohrug-Hub, Zylinderzahl, Hubraum, Drehzahl. Ich vergleiche daher gerne Motorräder. Wenn Du von einem 500cm³ Motorrad ausgehst bleibt noch immer die Frage wofür Du es brauchst um die Bauart des Motors zu bestimmen. Wenn Du schnelle Beschleunigungen und hohe Höchstgeschwindigkeit brauchst hat der Motor dann gern 4 Zylinder und dreht bis max um die 8000U/min. Auf die Weise hast Du einen rundlaufenden, hochdrehenden Motor, der viel Leistung von sich gibt. Wenn Du durchs Gelände willst interessieren Dich Höchstgeschwindigkeiten eigentlich nicht. Da die Situation sich schnell ändert brauchst Du einen Motor, der zäh ist und aus niedrigster Drehzahl Kraft hat. So ein Motor hat dann meist nur 1 Zylinder und dreht bis 5000U/min, wenn überhaupt. Durch den grossen Kolbenboden in verbindung mit der grossen Hublänge (dadurch ist der Hubzapfen an der Kurbelwelle weiter von der Mitte entfernt=mehr Hebelwirkung) bringt der Motor viel Drehkraft.

Lange Zeit hat niemanden (ausser einigen Enduro-Motorradfreaks) die nM also das Drehmoment interessiert. Erst mit Verbreitung der Diesel-Autos (Diesel haben gewöhnlich mehr Drehmoment) bemerkte man dass mit weniger PS auch gut gefahren werden kann. Da es offensichtig noch andere relevanten Kräfte gibt, interessiert man sich immer mehr für den Drehmoment.

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Alter! Du hast ja überhaupt keine Ahnung... -.- "PS und Newtonmeter stehen nicht wirklich in einem Verhältnis zueinander" - Zu deiner ganz persönlichen Information: Die Leistung in kW oder PS ERRECHNET sich AUS DEINEM DREHMOMENT!!! Und ist damit zu 50% vom Drehmoment abhängig! Der zweite Faktor ist die Winkelgeschwindigkeit (klein omega) Drehmoment mal Winkelgeschwindigkeit ergibt deine Leistung!!!

Dieselmotoren und Ottomotoren zu vergleichen macht durchaus sinn. Die viel größeren Verdichtungsenddrücke beim Diesel erhöhen nicht nur den Wirkungsgrad des gesamten Motors gegenüber dem Benziner, sondern sorgen auch bei gleichem Zylindervolumen für ein deutlich höheres Drehmoment. Dadurch benötigt der Diesel laut der obigen Formel, in der die Drehzahl mit inbegriffen ist (bestandteil von omega) kjleinere Drehzahlen um auf die gleiche Leistung zu kommen. Gruß Tim

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@MaschbauTim

Hi, ich glaube, du weisst, wovon du sprichst. Ich bin jetzt zwar nicht direkt betroffen, aber deine Ausdrucksweise: "Alter! Du hast ja überhaupt keine Ahnung... " finde ich nicht gut. Passt vom Stil irgendwie nicht zu deinen fachlichen Qualitäten.

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