wie hängt PS mit Drehmoment zusammen - boote-forum.de

Chanor · #1 21.08.2011, 10:48

Mal eine Frage an die Motorenexperten. Wie entsteht Drehmoment? Was ist wichtiger? PS oder Drehmoment? Bei einem Elektromotor ist das relativ einfach, ich habe eine Spannung die angelegt wird und einen Wicklungswiderstand. Darus egibt sich ein Strom. Elektrische Leistung ist Spannung mal Strom und ergibt Watt. Wie funktioniert das jetzt beim Benzinmotor???????

hein mk · #2 21.08.2011, 11:28

moin
Das im Falle von Bootsmotoren(aber eigentlich sinngemäss bei allen Motoren)an der Propellerwelle anfallende Drehmmoment(Newtonmeter ist die Einheit)ist ein Produkt aus Leistung(KW) und Drehzahl(1/min).
Die Berechnung funktioniert nach der Formel: (9550xKW) durch Drehzahl=Drehmoment
Wie man sieht kann man durch die Auswahl der Getriebeuntersetzung/Übersetzung das abgegebene Drehmoment beeinflussen,so ist für ein langsames Arbeitsboot z.B.ein Schlepper, bei gegebener Leistung, ein hohes Drehmoment erforderlich,also niedrigere Wellendrehzahl während eine motorjacht nur mit ihrer eigenen Verdrängung klar kommen muss bei entspechend höherer Endgeschwindigkeit die nach einer höheren Wellendrehzahl(je nach Propellerbemessung)verlangt,was bei gegebener Leistung ein kleineres Drehmoment ergiebt.Um hier für jede Anwendung das Maximum der gewünschten Leistungen heraus zu holen sind natürlich viel Erfahrung und einige Berechnungen mehr erforderlich.Die in den Datenblättern der Motoren angegebenen Drehmomente bei bestimmten Drehzahlen beziehen sich immer auf die Kurbelwelle.
gruss hein

Freibeuter · #3 21.08.2011, 12:18

Ein kleine Ausflug in die Griechische-Mythologie. Der olle Sisyphos ist ja verknackt worden einen Stein den Berg hoch zu rollen...

Drehmoment = er schafft es überhaupt

Kraft = wie schnell schafft er es

Die Frage was nun wichtiger ist, ist so nun leicht abzuleiten:
Sisyphos ist stets gescheiter, weil er nicht genügend Leistung hatte und der Fels ihm kurz vor Ende immer entglitt.

Dem zu Folge: ist Leistung definitiv wichtiger als Kraft.

Erst wenn eine Arbeit überhaupt (größenbedingt) erfolgreich stattfindet (KW), kann ich mir überlegen -wie ich das Produkt der Masse zur Beschleunigung (Nm) ausrichte und wie schnell die Arbeit verrichtet werden soll.

Ölfinger · #4 21.08.2011, 12:31

Zitat:

Zitat von Freibeuter

Leistung = er schafft es überhaupt

Drehmoment = wie schnell schafft er es

...Frage eines Halb-Griechen:

War das nicht andersrum

Kraft ist Newton pro meter

und PS ist gleich Kraft pro Zeit
1 W (= 1 kg·m²/s³)

Freibeuter · #5 21.08.2011, 12:32

Zitat:

Zitat von Ölfinger

...Frage eines Halb-Griechen:

War das nicht andersrum

Kraft ist Newton pro meter, oder Watt

und PS ist gleich Kraft pro Zeit
1 W (= 1 kg·m²/s³)

Fuck, immer die Klugscheisserei...

Jespers · #6 21.08.2011, 13:01

Zitat:

Zitat von Chanor

Mal eine Frage an die Motorenexperten. Wie entsteht Drehmoment? Was ist wichtiger? PS oder Drehmoment? Bei einem Elektromotor ist das relativ einfach, ich habe eine Spannung die angelegt wird und einen Wicklungswiderstand. Darus egibt sich ein Strom. Elektrische Leistung ist Spannung mal Strom und ergibt Watt. Wie funktioniert das jetzt beim Benzinmotor???????

Nicht so ganz einfach zu Erklären, wie ich finde

Jespers · #7 21.08.2011, 13:04

Zitat:

Zitat von Chanor

Mal eine Frage an die Motorenexperten. Wie entsteht Drehmoment? Was ist wichtiger? PS oder Drehmoment? Bei einem Elektromotor ist das relativ einfach, ich habe eine Spannung die angelegt wird und einen Wicklungswiderstand. Darus egibt sich ein Strom. Elektrische Leistung ist Spannung mal Strom und ergibt Watt. Wie funktioniert das jetzt beim Benzinmotor???????

Das Drehmoment von Verbrennungsmotoren wird meiner Meinung nach auch dadurch bestimmt, wie hoch die Schwungmasse ist.
Zum Beispiel Gewicht der Schwungscheibe der Kurbelwelle! - Ist deren Gewicht sehr groß, wird im Ergebnis auch mehr Kraft an der Kurbelwelle anliegen.
Verringert man ihr Gewicht z.B. durch abdrehen, so wird der Motor schneller hochdrehen, jedoch ein geringeres Drehmoment aufweisen.

(Sollte diese Behauptung nicht richtig sein, so lasse ich mich gerne eines bessern belehren

)

Gruß,
"Jespers)

Dicke Lippe · #8 21.08.2011, 13:13

Amüsanter Trööt.

Yups · #9 21.08.2011, 13:17

Mit viel gefährlichem Halbwissen

nordic · #10 21.08.2011, 13:21

Ooch....
gefährlich würde ich anders definieren.

Aber da könnte man doch einen neuen Trööt draus machen:
Was ist gefährlich?

nethunter · #11 21.08.2011, 13:26

Zitat:

Zitat von Dicke Lippe

Amüsanter Trööt.

Aber mal sachlich:
Drehmoment ist einfach die Hebelkraft die die Kurbelwelle aufbringen kann!

Leistung ist hingegen wieviel Kraft in einer bestimmten Zeit vollrichtet werden kann!

Daraus ergibt sich natürlich das bei weinig Kraft die ein Motor hat aber eine rel hohe Leistung ...diese nur und wirklich ausschlisslich über hohe Drehzahlen erlangen kann.

Ein Motor der viel Kraft hat...also hohes Drehmoment....kann die gleiche Leistung haben....bei wesendlich weniger Drehzahl.

Da Verbrennungsmotoren entgegen Elektromotoren keinen Linearen Leistungs/Drehmomentverlauf haben .....kann man solhe Fragen nur anhand dieser Information in Verbindung der Anwendung beurteilen.

Soll heisen....was willste denn haben?

Die Ingenieure der Motorenhersteller zerbrechen sich seid 100 Jahren darüber den Kopf wie man das optimieren kann.
Am Besten sind da Elektromotoren....Drehmoment über das ganze Drehzahlband gleich...die Leistung wird dann über die Nenndrehzahl bestimmt!

gruss
peter

ivea · #12 21.08.2011, 14:02

Leistung, Drehmoment und Drehzahl. Die Bommels können nur zusammen

Den einen zu beeinflussen ohne den anderen zu stören geht nicht.

Drehmoment = Leistung / (2Pi x Drehzahl)

Wenn man die Fomel umstellt erkennt man, dass wenn man mehr Leistung will die Drehzahl hoch muss.... oder so wie hier bei steigender Drehzahl das Drehmoment fällt. Also muss der Motorenbauer die 3 Kumpels so hinschaukeln, dass es zu der gewünschten Charakteristik des Fahrzeuges passt.

Von den 2 mal Pi lassen wir mal die Finger von, denn da haben die Griechen sich schon dran versucht

Yups · #13 21.08.2011, 14:16

Leistung muss in Watt und die Drehzahl in 1/s eingesetzt werden, nicht dass hier noch jemand verzweifelt :P

Chanor · #14 21.08.2011, 17:23

Erst mal vielen Dank für die rege Diskussion. Zusammenhängend sehe ich das jetzt in etwa so: Die Motorenfritzen bauen einen Motor und stellen dann erst fest wieviel Drehmoment der hat??? Also das kann man vorher nicht irgentwie errechnen?? Klar, es hängt von der Drehzahl und der leistung ab. Also, wenn so ein Motorenbauer jetzt einen Motor bauen will sagen wir mal der will nen 8 Zylinder bauen mit 5 L Hubraum, wie geht der jetzt weiter vor?? Er braucht dann wahrscheinlich ein Verdichtungsverhältnis was dann mehr oder weniger Lebensdauer des Motors bedeutet,oder? Woher weiß der jetzt in der Planungsphase wieviel PS und Drehmoment der dann im Endeffekt haben wird.

hein mk · #15 21.08.2011, 18:37

moin
Kann man schon berechnen,jedenfalls annähernd weil man ja die Heizwerte,d.h.den Energiegehalt der verwendeten Kraftstoffe kennt über den in etwa bekannten Wirkungsgrad und der mit dem geplanten Motor zu verbrennenden Kraftstoffmenge bei bestimmten Drehzahlen und sonstigen Betriebsbedingungen können sich die Motorenkunstruktöre an die gewünschten Leistungsparameter herranrechnen wobei selbst im Computerzeitalter einige Prozent Tolleranz immer bleiben .
gruss hein

hempelche · #16 21.08.2011, 19:56

[QUOTE=Chanor;2346557.... Die Motorenfritzen bauen einen Motor und stellen dann erst fest wieviel Drehmoment der hat??? Also das kann man vorher nicht irgentwie errechnen?? ....[/QUOTE]

Naja die Motorenfritzen berechnen das schon alles vorher

Wie die Leistung und das Drehmoment sich zueinander verhält - wurde ja schon ausführlich dargestellt.

Und das Drehmoment das ein Motor bringen kann, wird über den Mitteldruck berechnet.

D.h. in erster Linie ist für das Drehmoment des Motors der Zylinderdruck während des Verbennungstakes und die Größe der Kolbenfläche / Hubraum entscheidend.

Da der Zylinderdruck nur ein Bruchteil von einer Sekunde anliegt, bezieht man sich beim Verbrennungsmotor immer auf den Mitteldruck.

Der Mitteldruck ist vereinfacht gesagt der Druck der während des Motorlaufs anliegen müsste um die gleiche Arbeit / Leistung zu bekommen wie mit dem Spitzendruck während der Verbrennung.

D.h.

Drehmoment des Motors = Hubraum eines Zylinders * Mitteldruck / 4pi

Leistung des Motors = Hubraum eines Zylinders * Mitteldruck * Drehzahl /2

Formel gilt nur für 4- Takt Motoren

Zitat:

Zitat von hein mk

moin
Kann man schon berechnen,jedenfalls annähernd weil man ja die Heizwerte,d.h.den Energiegehalt der verwendeten Kraftstoffe kennt über den in etwa bekannten Wirkungsgrad und der mit dem geplanten Motor zu verbrennenden Kraftstoffmenge bei bestimmten Drehzahlen und sonstigen Betriebsbedingungen können sich die Motorenkunstruktöre an die gewünschten Leistungsparameter herranrechnen wobei selbst im Computerzeitalter einige Prozent Tolleranz immer bleiben .
gruss hein

Da bleibt keine Tolleranz mehr übrig. Das Problem ist das durch die Computersimulation / Berechung die Motorkonstruktion erfolgt. Somit wird durch die Berechnung des max. Spitzendruck ( der wie oben angeben die Eckdaten des Motors bestimmt) festgelegt.
Somit steht die Leistung des Motors vorher schon sehr genau fest.

Den max. Spitzendruck den es im Motor geben wird läßt sich durch das Verdichtungsverhätnis sowie einer Verbrennungssimulation recht genau bestimmen.
Alternativ kann man den auch mittels der idealen Gasgleichung abschätzen:

Druck * Volumen = Gasmasse * ideale Gaskonstante * Temperatur (in Kelvin)

Bei einer Verbrennung im Ottomor liegen ca. 2000 - 2500°C vor und die Gasmasse steht durch den Hubraum fest.

BerndHart · #17 22.08.2011, 08:39

Moin!

Grundlegend kann nur hinzugefügt werden das durch die konstruktive Auslegung des Motors und Ansaug + Abgassystem die Charakteristik beeinflusst werden kann. Dies ist zB. auch der Grund warum es recht Sinnfrei ist einen Motorradmotor in ein Boot zu Pflanzen. Ein moderner Motorradmotor ist meist extrem kurzhubig ausgelegt um hohe Drehzahlen und hohe Spitzenleistung zu erreichen. Im Boot liegt das Augenmerk derbei eher auf Drehmoment, dh. Langhubige auslegung. Der lange hub macht es aber unmöglich hohe Drehzahlen zu erreichen da man schnell in einen Bereich kommt, wo die mittlere Kolbengeschwindigkeit ungesund wird (man geht idR. von ~20m/s für Stahlpleule aus, bis ca. 26m/s in zB. Formel 1, sonst: Abriss! ;) ) Ausserdem wird durch die niedrigere spez. Drehzahl auch der Verschleiss in Grenzen gehalten und gleichzeitig die Zuverlässigkeit gesteigert.

Grüsse von der Küste