Fidanza Schwungscheibe Fahrer mit Serienkupplung
- Ersteller des Themas CRX_Fan
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Das Drehmoment ist zunächst mal völlig nachrangig. Für die Höchstgeschwindigkeit und die Beschleunigung ist nur die Leistung entscheidend!
Die Frage ist also, woher ein so massiver Leistungsverlust kommen soll? Nur wegen ein paar kg weniger Schwungmasse wird das nicht sein, die Schwungmasse mag vll. noch einen gewissen Einfluss beim schnell (frei) hoch drehenden Motor haben. Im (quasi) stationären Betrieb sollte aber kein Einfluss gegeben sein, insbesondere Steuerzeiten und Kolbengeschwindigkeiten sind dann ja fix. Je höher die Drehzahl, umso geringer im Übrigen der Einfluss der Masse der Schwungscheibe, da die Rotationsenergie ja quadratisch mit der Winkelgeschwindigkeit eingeht.
M. E. spricht wenig dafür, dass alleine die Massenänderung der Schwungscheibe so einen dramatischen Einfluss hat.
Die Frage ist also, woher ein so massiver Leistungsverlust kommen soll? Nur wegen ein paar kg weniger Schwungmasse wird das nicht sein, die Schwungmasse mag vll. noch einen gewissen Einfluss beim schnell (frei) hoch drehenden Motor haben. Im (quasi) stationären Betrieb sollte aber kein Einfluss gegeben sein, insbesondere Steuerzeiten und Kolbengeschwindigkeiten sind dann ja fix. Je höher die Drehzahl, umso geringer im Übrigen der Einfluss der Masse der Schwungscheibe, da die Rotationsenergie ja quadratisch mit der Winkelgeschwindigkeit eingeht.
M. E. spricht wenig dafür, dass alleine die Massenänderung der Schwungscheibe so einen dramatischen Einfluss hat.
Die Formel ist schon richtig, nur aufgrund eines weit verbreiteten Denkfehlers falsch eingesetzt. Das Drehmoment ist nur ein Zwischenprodukt bzw. im Falle der Leistungsmessung von insbesondere Verbrennungsmootoren die einfach zu messende Größe.
Man steckt ja kein Drehmoment in den Motor rein, sondern letztendlich Energie.
Man steckt ja kein Drehmoment in den Motor rein, sondern letztendlich Energie.
Meine Frage wäre in dem Fall, von was für einem Drehmoment du sprichst?
Soweit ich weiß, ist das Drehmoment, welches direkt am Motor anliegt und bei den Rädern ankommt, nicht ganz identisch.
Ob der Verlust an Drehmoment zu den Rädern über dem gesamten Drehzahlbereich bei konstanten x% liegt oder sich ändert weiß ich nicht genau.
Aber ich könnte mir vorstellen, dass gerade die Schwungscheibe einen variablen Faktor darstellt.
Dass beim unteren Lastbereich und starken Beschleunigen, das geringere Gewicht und damit geringere Masseträgheitsmoment und damit geringere Ausbremsung dazu beitragen, dass mehr Drehmoment bei den Räder ankommen. -> stärkere Beschleunigung.
Beim oberen Lastbereich, wo der Motor eh nicht mehr so explosiv beschleunigen kann, würde dadurch dass das Masseträgheitsmoment ein geringeres Hindernis darstellt, auch das Veringern des Abfalls des Drehmomentes vom Motor zu den Rädern nicht so drastisch ausfallen.
Und gegebenenfalls könnte ich mir vorstellen, dass an der oberen Lastgrenze dem Motor gerade die gespeicherte Energie des Trägheitsmomentes der Schwungscheibe fehlen würde, weswegen dann der Abfall des Trägheitsmomentes vom Motor zu den Rädern steigen würde? Aber das ist reine Spekulation, von jemanden, der nichts von der Materie versteht.
Ist es nicht genau andersrum? Jedenfalls bei der kleinen Celica.
Im 5. kommt sie problemlos in den Drehzahlbegrenzer (bei mir mit 205/40R17 glaube 202km/h laut GPS) und damit man im 6. auch nur einen einzigen Stundenkilometer gewinnt, muss es schon bergab gehen.
Ergo im 6. fehlt auch schon bei den kleinen Reifen die Leistung und im 5. landet man im Drehzahlbegrenzer.
Soweit ich weiß, ist das Drehmoment, welches direkt am Motor anliegt und bei den Rädern ankommt, nicht ganz identisch.
Ob der Verlust an Drehmoment zu den Rädern über dem gesamten Drehzahlbereich bei konstanten x% liegt oder sich ändert weiß ich nicht genau.
Aber ich könnte mir vorstellen, dass gerade die Schwungscheibe einen variablen Faktor darstellt.
Dass beim unteren Lastbereich und starken Beschleunigen, das geringere Gewicht und damit geringere Masseträgheitsmoment und damit geringere Ausbremsung dazu beitragen, dass mehr Drehmoment bei den Räder ankommen. -> stärkere Beschleunigung.
Beim oberen Lastbereich, wo der Motor eh nicht mehr so explosiv beschleunigen kann, würde dadurch dass das Masseträgheitsmoment ein geringeres Hindernis darstellt, auch das Veringern des Abfalls des Drehmomentes vom Motor zu den Rädern nicht so drastisch ausfallen.
Und gegebenenfalls könnte ich mir vorstellen, dass an der oberen Lastgrenze dem Motor gerade die gespeicherte Energie des Trägheitsmomentes der Schwungscheibe fehlen würde, weswegen dann der Abfall des Trägheitsmomentes vom Motor zu den Rädern steigen würde? Aber das ist reine Spekulation, von jemanden, der nichts von der Materie versteht.
Ist es nicht genau andersrum? Jedenfalls bei der kleinen Celica.
Im 5. kommt sie problemlos in den Drehzahlbegrenzer (bei mir mit 205/40R17 glaube 202km/h laut GPS) und damit man im 6. auch nur einen einzigen Stundenkilometer gewinnt, muss es schon bergab gehen.
Ergo im 6. fehlt auch schon bei den kleinen Reifen die Leistung und im 5. landet man im Drehzahlbegrenzer.
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Wie gesagt, hier spricht der Laie.
Dann ist es ja scheinbar genau so, wie ich es dachte.
Wenn die Schwungscheibe 70% weniger wiegt und 70% (oder wie viel auch immer) weniger Trägheitsmoment besitzt, so wird sie...
A)... auch weniger Kraft benötigen, um beschleunigt zu werden, in 1/4 Umdrehungen.
B)... auch weniger Kraft bereitstellen können, um den Energieverbrauch vom Motor in 3/4 Udrehungen zu decken.
Bei einer Geschwindigkeit von 40km/h wird der Motor noch viel Leistung haben und explosiv beschleunigen können, wodurch Punkt A besonders relevant ist.
Andererseits wird das Auto nicht so schnell Geschwindigkeit verlieren (aufgrund Luftwiderstand und was auch immer), wie bei 200km/h. Dadurch wird Punkt B nicht so relevant sein.
Während bei einer Geschwindigkeit von 200km/h (oder von mir aus 240), der Motor beim Ende seiner Leistung ankommt und auch nicht mehr so extrem beschleunigen kann. Vielleicht auch nicht weil er am Ende der Leistung ist sondern, der Luftwiderstand so hoch geworden ist oder aus irgendeinem anderen Grund. Aber was zählt, ist dass Punkt A nicht mehr so relevant wird, da die Scheibe nicht auf 300% Geschwindigkeit, sondern nur auf 110% beschleunigt werden muss.
Allerdings wird das Verzögern deutlich stärker sein und man wird gegebenenfalls 20km/h früher in die Lage kommen, dass die Energie, die der Motor in 1/4 Umdrehungen produziert nicht mehr größer ist als die Energie, die er in 3/4 Umdreungen verliert. Weil durch 70% weniger Drehmoment der Schwungscheibe auch weniger Verlust in 3/4 Umdrehungen vom Motor kompensiert werden können.
Konkret in meinem Fall, weiß ich nicht wie viel Leistung ich noch habe.
Aber ich weiß, dass sie relativ Stock ist, abgesehen von 30mm tiefer und anderen Rad Reifen Kombination. Kein Heckspoiler.
Laut FzSchein Vmax 205km/h
5. Gang Begrenzer -> ~202km/h GPS und 220 oder so Tacho
6. Gang -> Beschleunigung, Halten oder Verzögern je nach bergab, gerade, bergauf
Dann ist es ja scheinbar genau so, wie ich es dachte.
Wenn die Schwungscheibe 70% weniger wiegt und 70% (oder wie viel auch immer) weniger Trägheitsmoment besitzt, so wird sie...
A)... auch weniger Kraft benötigen, um beschleunigt zu werden, in 1/4 Umdrehungen.
B)... auch weniger Kraft bereitstellen können, um den Energieverbrauch vom Motor in 3/4 Udrehungen zu decken.
Bei einer Geschwindigkeit von 40km/h wird der Motor noch viel Leistung haben und explosiv beschleunigen können, wodurch Punkt A besonders relevant ist.
Andererseits wird das Auto nicht so schnell Geschwindigkeit verlieren (aufgrund Luftwiderstand und was auch immer), wie bei 200km/h. Dadurch wird Punkt B nicht so relevant sein.
Während bei einer Geschwindigkeit von 200km/h (oder von mir aus 240), der Motor beim Ende seiner Leistung ankommt und auch nicht mehr so extrem beschleunigen kann. Vielleicht auch nicht weil er am Ende der Leistung ist sondern, der Luftwiderstand so hoch geworden ist oder aus irgendeinem anderen Grund. Aber was zählt, ist dass Punkt A nicht mehr so relevant wird, da die Scheibe nicht auf 300% Geschwindigkeit, sondern nur auf 110% beschleunigt werden muss.
Allerdings wird das Verzögern deutlich stärker sein und man wird gegebenenfalls 20km/h früher in die Lage kommen, dass die Energie, die der Motor in 1/4 Umdrehungen produziert nicht mehr größer ist als die Energie, die er in 3/4 Umdreungen verliert. Weil durch 70% weniger Drehmoment der Schwungscheibe auch weniger Verlust in 3/4 Umdrehungen vom Motor kompensiert werden können.
Konkret in meinem Fall, weiß ich nicht wie viel Leistung ich noch habe.
Aber ich weiß, dass sie relativ Stock ist, abgesehen von 30mm tiefer und anderen Rad Reifen Kombination. Kein Heckspoiler.
Laut FzSchein Vmax 205km/h
5. Gang Begrenzer -> ~202km/h GPS und 220 oder so Tacho
6. Gang -> Beschleunigung, Halten oder Verzögern je nach bergab, gerade, bergauf
Du hattest doch selber geschrieben, dass der Motor in 1/4 der Umdrehungen an Geschwindigkeit gewinnt und in 3/4 der Umdrehungen an Geschwindigkeit verliert.
Und die Schwungscheibe ist unter Anderem dafür da, um in 3/4 der Umdrehungen den Umdrehungsverlust vom Motor auszugleichen.
Dazu stelle ich dir dann mal 2 Fragen:
1) Wie stark ist der Umdrehungsverlust oder Energiebedarf vom Motor in 3/4 der Umdrehungen? Bzw. wie stark wird dies von der Geschwindigkeit und Nähe zur Leistungsgrenze des Motors beeinflusst?
2) Wie stark ist der Einfluss der Schwungscheibe auf den Umdrehungsverlust/Energiebedarf vom Motor in 3/4 der Umdrehungen?
Und die Schwungscheibe ist unter Anderem dafür da, um in 3/4 der Umdrehungen den Umdrehungsverlust vom Motor auszugleichen.
Dazu stelle ich dir dann mal 2 Fragen:
1) Wie stark ist der Umdrehungsverlust oder Energiebedarf vom Motor in 3/4 der Umdrehungen? Bzw. wie stark wird dies von der Geschwindigkeit und Nähe zur Leistungsgrenze des Motors beeinflusst?
2) Wie stark ist der Einfluss der Schwungscheibe auf den Umdrehungsverlust/Energiebedarf vom Motor in 3/4 der Umdrehungen?
Wo fang ich jetzt an und wo hör ich auf??? Also zunächst mal ... Drehmoment, Energie, Arbeit, ... sind physikalische Größen, die zwar gleiche Einheiten haben, aber trotzdem was anderes sind. 1 l Benzin ist ja auch nicht das Gleiche, wie 1 l Wasser. 
So, bei der Frage nach dem Drehmoment und dem Verbrennungsmotor muss man sehr aufpassen, wo man in den "Prozess" einsteigt. Was der Motor an Leistung "erzeugt", hängt nicht vom Drehmoment ab, sondern von der (chemischen) Energie = dem Vermögen, Arbeit zu verrichten, die man ihm zuführt. Entscheiden ist also die zugeführte Luftmasse, der dann die passende Kraftstoffmasse zuzugeben ist. Die Verbrennung führ dann zur Expansion der Gase, die üben Druck auf den Kolben aus, der verrichtet dann Arbeit (Kraft entlang eines Weges), die Kraft wirkt über einen Hebelarm auf die Kurbelwelle (Drehmoment = Kraft * Hebelarm), das Drehmoment kommt dann irgendwann (via Antriebsstrang) am Rad an, das dann letztendlich eine Kraft auf die Fahrbahn ausübt die den Bewegungszustand des Autos ändert oder nur die Fahrwiderstände ausgleicht.
Man sieht also, dass die Leistung des Motors eben nicht vom Drehmoment abhängt, sondern von dem, was man in Form von Luft und Kraftstoff rein steckt (Thermodynamische Arbeitsprozesse, Wirkungsgrade, ... mal außen vor, ist für dies Betrachtung nicht entscheidend). Das Drehmoment ist also nur ein Zwischenprodukt, das man aber gut messen kann. Für die Charakterisierung eines Verbrennungsmotors ist das max. Drehmoment zudem auch eine wichtige Kenngröße, Stichwort "Elastizität". Bei einem E-Motor ist die Leistung, zwar auch über die allseits bekannte Formel auszurechnen, wenn man Drehmoment und Drehzahl kennt. P ist da aber auch gleich U * I und im Übrigen weitgehend konstant, daher ist der E-Motor eigentlich auch der weit bessere Motor für ein Auto.
Da also die Luftmasse letztendlich entscheiden ist, darf die Frage gestellt werden, warum die sich so derart ändern sollte, dies insbesondere dann, wenn der Motor nicht frei im Leerlauf dreht. Fahre ich eh schon z. B. 200 km/h, dann dreht der Motor entsprechend, hat also alleine schon durch die Drehzahl einen sehr stabilen Lauf aber auch die gesamte Trägheit vom Auto als Schwungmasse, da machen ein paar Kilos an der Schwungmasse m. E. das Kraut nicht fett und die Steuerzeiten etc. sind ja auch sozusagen "fix", da sollte sich im Vorher-Nachher-Vergleich nicht wirklich was tun.
Wieso die dritte Potenz? Ganz einfach, der Leistungsbedarf berechnet sich aus der Summe der Fahrwiderstände mal die Geschwindigkeit. Einer der Fahrwiderstände ist der Luftwiderstand, der bekanntlich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt (0,5*A*rho*cw*v^2), die anderen sind mehr oder weniger linear oder relativ konstant. Daher kann man gut überschlägig nur über den Zusammenhang mit der dritten Potenz rechnen. Pneu = P alt * ( Vneu / Valt )^3 ...
Später vll. noch was zum dem Thema Reifengrößen, das aber letztendlich oft nur die Tachoanzeige ändert.
So, bei der Frage nach dem Drehmoment und dem Verbrennungsmotor muss man sehr aufpassen, wo man in den "Prozess" einsteigt. Was der Motor an Leistung "erzeugt", hängt nicht vom Drehmoment ab, sondern von der (chemischen) Energie = dem Vermögen, Arbeit zu verrichten, die man ihm zuführt. Entscheiden ist also die zugeführte Luftmasse, der dann die passende Kraftstoffmasse zuzugeben ist. Die Verbrennung führ dann zur Expansion der Gase, die üben Druck auf den Kolben aus, der verrichtet dann Arbeit (Kraft entlang eines Weges), die Kraft wirkt über einen Hebelarm auf die Kurbelwelle (Drehmoment = Kraft * Hebelarm), das Drehmoment kommt dann irgendwann (via Antriebsstrang) am Rad an, das dann letztendlich eine Kraft auf die Fahrbahn ausübt die den Bewegungszustand des Autos ändert oder nur die Fahrwiderstände ausgleicht.
Man sieht also, dass die Leistung des Motors eben nicht vom Drehmoment abhängt, sondern von dem, was man in Form von Luft und Kraftstoff rein steckt (Thermodynamische Arbeitsprozesse, Wirkungsgrade, ... mal außen vor, ist für dies Betrachtung nicht entscheidend). Das Drehmoment ist also nur ein Zwischenprodukt, das man aber gut messen kann. Für die Charakterisierung eines Verbrennungsmotors ist das max. Drehmoment zudem auch eine wichtige Kenngröße, Stichwort "Elastizität". Bei einem E-Motor ist die Leistung, zwar auch über die allseits bekannte Formel auszurechnen, wenn man Drehmoment und Drehzahl kennt. P ist da aber auch gleich U * I und im Übrigen weitgehend konstant, daher ist der E-Motor eigentlich auch der weit bessere Motor für ein Auto.
Da also die Luftmasse letztendlich entscheiden ist, darf die Frage gestellt werden, warum die sich so derart ändern sollte, dies insbesondere dann, wenn der Motor nicht frei im Leerlauf dreht. Fahre ich eh schon z. B. 200 km/h, dann dreht der Motor entsprechend, hat also alleine schon durch die Drehzahl einen sehr stabilen Lauf aber auch die gesamte Trägheit vom Auto als Schwungmasse, da machen ein paar Kilos an der Schwungmasse m. E. das Kraut nicht fett und die Steuerzeiten etc. sind ja auch sozusagen "fix", da sollte sich im Vorher-Nachher-Vergleich nicht wirklich was tun.
Wieso die dritte Potenz? Ganz einfach, der Leistungsbedarf berechnet sich aus der Summe der Fahrwiderstände mal die Geschwindigkeit. Einer der Fahrwiderstände ist der Luftwiderstand, der bekanntlich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt (0,5*A*rho*cw*v^2), die anderen sind mehr oder weniger linear oder relativ konstant. Daher kann man gut überschlägig nur über den Zusammenhang mit der dritten Potenz rechnen. Pneu = P alt * ( Vneu / Valt )^3 ...
Später vll. noch was zum dem Thema Reifengrößen, das aber letztendlich oft nur die Tachoanzeige ändert.
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Na ja .... im Prinzip ist fast alles richtig . Aber das Beispiel 1/4 zu 3/4 wäre bei einem 1 Zylinder !
(wir haben ja 4 Takt , da würde bei 1 Zylinder dann genauer 1/2 Umdrehung (Arbeit/Erzeugung) zu 1 1/2 Umdrehungen (Verbrauch) stehen ... also eben 1 : 3 oder 1/4 zu 3/4)
Bei 4 Zylindern haben wir aber in jeder 1/2 Umdrehung einen Kolben der gerade schiebt .... wärend die anderen 3 Kolben Kraft brauchen (etwas bremsen).
Die größte Kraft auf den Drehimpuls der Kurbelwelle hat der Kolben annähernd wenn er halb unten ist , weil er dann den größten Hebel (90° zur Kurbelwellenachse ) hat.
Steht der Kolben exakt oben drückt die Kraft einer Zündung/Explosion nur auf das Lager und 0,0 auf das Drehmoment.
Der Kolben muss dann im letzten Takt das angesaugte Gemisch etwa 10:1 verdichten ... richtig schwer/bremsend.
....das ergibt nun einen sehr unruhigen Lauf ...selbst bei 4 Kolben.
Die Schwungscheibe soll das nun alles durch ihr Gewicht-->Trägheit beruhigen .
Beruhigt wird nur eine Bewegungsänderung/Geschwindigkeitsänderung ! ... aber nicht die statische Leistung/Drehmoment !
Ergo die Beschleunigung - das Hochdrehen des Motors wird bei leichter Scheibe leichter/schneller.
Anderes herum also .... einen schwere Schwung-Scheibe frisst Beschleunigung !
Natürlich haben/halten diesen Schwung alle drehenden Teile des Motors (Kurbelwelle,Riemenscheiben,Zahnscheiben incl. deren drehende Aggregate)
(soll heißen das bei halber Schwungscheibenmasse sich die "Hochdrehzeit" nicht annähernd halbieren wird)
Die Leistung/ das Drehmoment wir aber immer bei festen Umdrehungen angegeben/gemessen.
z.B. 150Nm bei 6200UPM ....da ist die Schwungscheibe eigentlich völlig raus ... weil es keine Änderung der Umdrehungen hat !
Und wenn der Autowagen bei 210km/h dann nicht mehr beschleunigt ist die Schwungscheibe halt auch raus !!
(wir haben ja 4 Takt , da würde bei 1 Zylinder dann genauer 1/2 Umdrehung (Arbeit/Erzeugung) zu 1 1/2 Umdrehungen (Verbrauch) stehen ... also eben 1 : 3 oder 1/4 zu 3/4)
Bei 4 Zylindern haben wir aber in jeder 1/2 Umdrehung einen Kolben der gerade schiebt .... wärend die anderen 3 Kolben Kraft brauchen (etwas bremsen).
Die größte Kraft auf den Drehimpuls der Kurbelwelle hat der Kolben annähernd wenn er halb unten ist , weil er dann den größten Hebel (90° zur Kurbelwellenachse ) hat.
Steht der Kolben exakt oben drückt die Kraft einer Zündung/Explosion nur auf das Lager und 0,0 auf das Drehmoment.
Der Kolben muss dann im letzten Takt das angesaugte Gemisch etwa 10:1 verdichten ... richtig schwer/bremsend.
....das ergibt nun einen sehr unruhigen Lauf ...selbst bei 4 Kolben.
Die Schwungscheibe soll das nun alles durch ihr Gewicht-->Trägheit beruhigen .
Beruhigt wird nur eine Bewegungsänderung/Geschwindigkeitsänderung ! ... aber nicht die statische Leistung/Drehmoment !
Ergo die Beschleunigung - das Hochdrehen des Motors wird bei leichter Scheibe leichter/schneller.
Anderes herum also .... einen schwere Schwung-Scheibe frisst Beschleunigung !
Natürlich haben/halten diesen Schwung alle drehenden Teile des Motors (Kurbelwelle,Riemenscheiben,Zahnscheiben incl. deren drehende Aggregate)
(soll heißen das bei halber Schwungscheibenmasse sich die "Hochdrehzeit" nicht annähernd halbieren wird)
Die Leistung/ das Drehmoment wir aber immer bei festen Umdrehungen angegeben/gemessen.
z.B. 150Nm bei 6200UPM ....da ist die Schwungscheibe eigentlich völlig raus ... weil es keine Änderung der Umdrehungen hat !
Und wenn der Autowagen bei 210km/h dann nicht mehr beschleunigt ist die Schwungscheibe halt auch raus !!
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Na dann Antworte ich ma....
Es gibt Drehmomente bei denen sich nichts bewegt ! Also auch keine Leistung/Arbeit !
(wenn du eine Radmutter lösen willst und du mit 100Nm nicht bewegt bekommst hast du keine Leistung , denn du könnte angenähert ja ein 100N Gewicht (ca. 10kg) an eine 1m Verlängerung hängen und es bewegt sich dann nichts .... nie , also wird auch keine Leistung erbracht)
Leistung wird erst erbracht wenn es sich bewegt .... also Drehmoment x Umdrehungen (Kraft x Weg) ergibt Leistung.
Kannst du dann sich auch errechnen z.B. 100Nm x 3000UPM (z.B. P=2pi * M * n)
Es gibt Drehmomente bei denen sich nichts bewegt ! Also auch keine Leistung/Arbeit !
(wenn du eine Radmutter lösen willst und du mit 100Nm nicht bewegt bekommst hast du keine Leistung , denn du könnte angenähert ja ein 100N Gewicht (ca. 10kg) an eine 1m Verlängerung hängen und es bewegt sich dann nichts .... nie , also wird auch keine Leistung erbracht)
Leistung wird erst erbracht wenn es sich bewegt .... also Drehmoment x Umdrehungen (Kraft x Weg) ergibt Leistung.
Kannst du dann sich auch errechnen z.B. 100Nm x 3000UPM
(z.B. P=2pi * M * n)