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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : [Verbrennungsmotor] Was ist der Unterschied zwischen Leistung und Drehmoment?


Mugen
2009-03-13, 16:57:32
Noch nie konnte mir jemand, egal ob Autoverkäufer, Automechaniker oder Autoforums-"experte" zweifelsfrei und verständlich den Unterschied zwischen Leistung (kW) und Drehmoment (Nm) im Bezug auf Verbrennungsmotoren erklären.

Hierbei meine ich nicht die Definition der beiden Begriffe, sondern darum sie in Verbindung zu Beschleunigung und Geschwindigkeit eines Automobils zu setzen.

Kurz gesagt geht es um Fragen wie:
Welche der beiden Größen ist für Beschleunigung und welche für (End?-)Geschwindigkeit (und deren Aufrechterhaltung) in einem Auto verantwortlich.

Die bisher "beste" Erklärung, die ich bisher gehört habe, war folgende:
sinngemäßes Zitat
"Für Beschleunigung benötigt man Drehmoment, für die Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit und allgemein hohe Endgeschwindkeiten benötigt man Leistung".

Selbst diese Erklärung erscheint mir fehlerhaft, da mit Turbo-Dieselmotoren betriebene Fahrzeuge trotz deutlich mehr Drehmoment, in Relation zu Benzin-Saugmotoren, nicht schneller beschleunigen als vergleichbare Benziner ohne Turbo-Aufladung.

Mir scheint es, da Leistung, Drehmoment und Drehzahl miteinander verwoben
sind, die Erklärung auch diese 3 Begriffe irgendwie in Relation bringen muss.

Wer traut sich Klarheit in dieses Netz des Unwissens zu bringen? :smile:
Ich bin echt gespannt, ob es hier jemand zweifelsfrei erklären kann.

Master3
2009-03-13, 17:05:22
Mir scheint es, da Leistung, Drehmoment und Drehzahl miteinander verwoben
sind, die Erklärung auch diese 3 Begriffe irgendwie in Relation bringen muss.

Wer traut sich Klarheit in dieses Netz des Unwissens zu bringen? :smile:
Ich bin echt gespannt, ob es hier jemand zweifelsfrei erklären kann.

Die Formel P=M*w(omega) sagt doch alles.

P=M*2*pi*n

Also ganz einfach gesagt: Leistung ist Drehzahl mal Drehmoment.

Mugen
2009-03-13, 21:08:24
Genau das meinte ich nicht, das kann man überall nachlesen.
Vielleicht habe ich mich mißverständlich ausgedrückt.

Welche Seite der Gleichung ist wichtiger für die Beschleunigung oder anders formuliert, ist es das Drehmoment oder die Leistung, die man dabei "spürt", wenn man das Fahrzeug beschleunigt.
Das Drehmoment spürt man zum Beispiel, wenn man aus einem hohem Gang heraus versucht zu beschleunigen. Da spielt Leistung kaum eine Rolle. Genau um solche Situationen dreht sich meine Frage.

GeneralHanno
2009-03-13, 21:12:37
für "aus dem drehzahlkeller beschleunigen" ist das drehmoment wichtig, für eine hohe endgeschwindigkeit eher die leistung (die ja vom drehmoment und der drehzahl abhängt ...). zudem ist das ganze thema recht komplex um es auf 2 faktoren zu beschränken ...

stichwort: getriebe, fahrwerk uswusw

Crop Circle
2009-03-13, 21:17:38
Wenn du schon etwas spüren willst bei der Beschleunigung, dann ist es die Leistungs- bzw. Drehmomentkurve. Sprich wie verändert sich das Drehmoment bzw. die Leistung mit der Drehzahl des Motors

BA
2009-03-13, 21:23:22
Finde nirgends wirds so gut dargestellt wie hier:

http://www.juergen-tiegs.de/up/fachbeitrag_u.pdf

http://www.juergen-tiegs.de/up/fachbeitrag_vmax.pdf

nomadhunter
2009-03-13, 21:33:40
Die Beschleunigung kriegst du mit:
a = P/m*v

Es zählt also nur die Leistung. Die Leistung ist aber von Drehmoment und Drehzahl abhängig (Leistung (in kW) = Drehmonent (1/min) * Drehmoment (Nm) / 9551).

Bei 2000 Umdrehungen pro Minute hat ein Auto mit 200 Nm Drehmoment also die Leistung:
2000/min * 200 Nm / 9551 = 42 kW

Ein Auto mit 100 Nm (bei 2000 Umdrehungen) hat demensprechend bei gleicher Drehzahl nur 21 kW, selbst wenn beide Autos die gleiche Endleistung (z.B. 90 kW) haben.

Beim normalen Autofahren mit niedrigen Drehzahlen fühlt sich von zwei gleich starken Motoren also der Motor stärker an, der mehr Drehmoment hat (z.B. Turbobenziner ggü. normalen Saugbenziner).

Wenn du dagegen unter Ausnutzung des oberen Drehzahlbands einen Sprint von 0-100 machst, ist das Drehmoment relativ egal. Zwei Motoren mit der gleichen Leistung bringen hier fast die gleiche Zeit. Für die Höchstgeschwindigkeit zählt auch nur die Endleistung.

3dzocker
2009-03-14, 01:59:17
Irgednwo hab ich dazu mal was englisches gelesen, etwa so: "Torque is what puhes you in front, horsepower keeps you there."

tschau

127.0.0.1
2009-03-14, 19:01:46
Schöner Spruch für den Stammtisch aber natürlich sinnfrei. Nomadhunter hats doch wunderbar beschrieben, viel mehr ist dazu nicht zu sagen.

Crop Circle
2009-03-14, 19:18:27
Schöner Spruch für den Stammtisch aber natürlich sinnfrei. Nomadhunter hats doch wunderbar beschrieben, viel mehr ist dazu nicht zu sagen.:rolleyes:
Die Beschleunigung kriegst du mit:
a = P/m*v

Es zählt also nur die Leistung. Die Leistung ist aber von Drehmoment und Drehzahl abhängig (Leistung (in kW) = Drehmonent (1/min) * Drehmoment (Nm) / 9551).Du kannst in deiner Gleichung auch die Leistung durch das Drehmoment ersetzen. Schreibst aber, dass nur die Leistung zählt.

Funky Bob
2009-03-14, 19:33:04
Natürlich zählt erstmal nur die Leistung, da da das Drehmoment schon mit inbegriffen ist.

Unter Alltagsgesuchtpunkten ist das Drehmoment dann wieder relativ wichtig, da man den Motor ain der Regel nicht bis in den Begrenzter dreht wenn man durch die Stadt fährt, sondern bis ca 50% der Maxdrehzahl.

Da ist es dann wieder wichtiger, was an Drehmoment verfügbar ist, da man mit mehr Drehmoment mehr Leistung bei weniger Drehzahl hat.

Spasstiger
2009-03-14, 19:39:03
Es kommt immer auf die Leistung an. Das max. Drehmoment alleine sagt gar nix aus. Ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen (also beim Anfahren) ist nützlich, um schwere Lasten vom Fleck zu bekommen und zu transportieren => Diesel-Motoren.
Wenn man auf hohe Geschwindigkeiten kommen möchte, sollte man einfach eine hohe max. Leistung haben und es müssen genügend Gänge vorhanden sein bzw. der Drehzahlbereich muss groß genug sein. Das geht mit einem niedrigen max. Drehmoment genauso wie mit einem hohen max. Drehmoment.

Diese Diskussion muss übrigens nicht auf Verbrennungsmotoren beschränkt bleiben. Die Größen Leistung und Drehmoment bewirken bei einem Elektromotor genau das Gleiche wie bei einem Verbrennungsmotor. Ein Elektromotor hat nur einen andere Leistungs-/Drehmomentkurve als ein Verbrennungsmotor.

Eggcake
2009-03-14, 19:50:45
Die Frage habe ich mir auch schon oft gestellt, weil bei Werbungen etc. oft das "Max. Drehmoment" angegeben wird, was eigentlich ja keinen interessiert, da ja "nur die Leistung zählt".

Auf was es aber ankommt ist, wie jemand schon schrieb, die Drehmomentkurve. Es bringt dir nen feuchten wenn du bei 7k rpm 500 PS hast, davor aber nur 200 anliegen, weil das fette Drehmoment erst so spät kommt.

Der wirkliche Grund, wieso oft vom "max. Drehmoment" gesprochen wird, will mir jetzt allerdings auch nimmer einfallen (dass es bei professionellen Rennfahrzeugen logischerweise immens wichtig ist, ist mir klar, aber wir sprechen hier ja wohl vom Normalverbraucher). Die würden gscheiter ein kleines Leistungs/Drehmoments-Diagramm in die Werbung pflanzen ;)


Edit: Ah, jetzt fiel es mir wieder ein :
Max. Drehmoment zeigt dir die Drehzahl an, bei dem der Motor im entsprechenden Gang (theoretisch und mal allfällige weitere Faktoren weggelassen) am optimalsten (d.h. spritsparendsten) läuft...klingt logisch ;)

ceed
2009-03-14, 20:13:52
Max. Drehmoment zeigt dir die Drehzahl an, bei dem der Motor im entsprechenden Gang (theoretisch und mal allfällige weitere Faktoren weggelassen) am optimalsten (d.h. spritsparendsten) läuft...klingt logisch ;)

Das ist falsch, am spritsparendsten ist ein Auto immer im höchsten Gang und untereren Drehzahlbereich.. das maximale Drehmoment dürfte stark darüber liegen.

Überhaupt ist Drehmoment das was die Drehzahlen nach oben bewegt, quasi die Beschleunigung der Drehbewegung des Motors.
Die Leistung ist das was dir anzeigt wieviel Arbeit dein Auto in einer bestimmten Zeit verrichten kann. Also z.B. wie schnell dein Waagen in einer bestimmten Zeit beschleunigen kann. Ist aber beides stark miteinander verknüpft da das eine vom anderen abhängt.

mofhou
2009-03-14, 20:35:00
:rolleyes:
Du kannst in deiner Gleichung auch die Leistung durch das Drehmoment ersetzen. Schreibst aber, dass nur die Leistung zählt.
Du kannst die Leistung nicht einfach durch Drehmoment ersetzen, da Leistung das Endprodukt ist.
Ein niedriges Drehmoment kannst du immer auch durch eine hohe Drehzahl ausgleichen.

Eggcake
2009-03-14, 20:47:16
Das ist falsch, am spritsparendsten ist ein Auto immer im höchsten Gang und untereren Drehzahlbereich.. das maximale Drehmoment dürfte stark darüber liegen.

Überhaupt ist Drehmoment das was die Drehzahlen nach oben bewegt, quasi die Beschleunigung der Drehbewegung des Motors.
Die Leistung ist das was dir anzeigt wieviel Arbeit dein Auto in einer bestimmten Zeit verrichten kann. Also z.B. wie schnell dein Waagen in einer bestimmten Zeit beschleunigen kann. Ist aber beides stark miteinander verknüpft da das eine vom anderen abhängt.

Lesen bittäää:
Max. Drehmoment zeigt dir die Drehzahl an, bei dem der Motor im entsprechenden Gang...

Das sollte nur die Theorie sein, in der Praxis ist es ja überhaupt nicht möglich das entsprechende maximale Drehmoment bei einer bestimmten Drehzahl zu halten ohne die Drehzahl des Motors zu erhöhen. In der Praxis ist es ein Indiz dafür, ab wann man langsam schalten sollte. Abhängig davon, wieviel Drehmoment in den Drehzahlen vor dem maximalen Drehmoment anliegt, nimmt die Leistung danach verhältnismässig schlechter zu. Du hast zwar mehr Leistung, aber das geht auf übermässige Kosten von Sprit. Hängt natürlich stark davon ab, wie die Drehmomentskurve vorhin aussah...ehrlichgesagt weiss ich nicht, wie Drehmomentkurven von heutigen PKWs aussehen bzw. wie stark die auf das Verhalten des Menschen angepasst wurden.

KakYo
2009-03-14, 21:11:18
maximales Drehmoment hat nichts mit dem Verbrauch/Effizienz zu tun.

Bei Diesel-Motoren ist in der tat der geringste spezifische Verbrauch (in g/kwh) um den Punkt des Maximalen Drehmoments bei Volllast (bzw. oberer Teillast).

Bei Benzin Motoren jedoch weit davon entfernt. (Irgendwo im Teillastbereich weit unter dem Punkt des Maximalen effektivem Mitteldruckes/Drehmoments)

Crop Circle
2009-03-14, 21:17:03
Das ist falsch, am spritsparendsten ist ein Auto immer im höchsten Gang und untereren Drehzahlbereich.. das maximale Drehmoment dürfte stark darüber liegen.

Überhaupt ist Drehmoment das was die Drehzahlen nach oben bewegt, quasi die Beschleunigung der Drehbewegung des Motors.
Die Leistung ist das was dir anzeigt wieviel Arbeit dein Auto in einer bestimmten Zeit verrichten kann. Also z.B. wie schnell dein Waagen in einer bestimmten Zeit beschleunigen kann. Ist aber beides stark miteinander verknüpft da das eine vom anderen abhängt.Ja man sollte optimales nicht mit maximalem Drehmoment verwechseln.
Was die Kraft für die Translation ist, ist das Drehmoment für die Rotation.
Du kannst die Leistung nicht einfach durch Drehmoment ersetzen, da Leistung das Endprodukt ist.
Ein niedriges Drehmoment kannst du immer auch durch eine hohe Drehzahl ausgleichen.
Es wurde doch schon tausend ml erwähnt, das Drehmoment und die Leistung sind durch die Drehzahl miteinander verknüpft. Ersetze einfach P durch w*T.

GeneralHanno
2009-03-14, 21:17:08
sowohl das maximal drehmoment als auch die maximale leistung sind relativ nichtssagend, schließlich hängt zu 99% am motor ein nicht-stufenloses getriebe. daher macht es sowieso nur sinn sich die drehmoment und leistungskurve anzugucken.

Crop Circle
2009-03-14, 21:19:50
sowohl das maximal drehmoment als auch die maximale leistung sind relativ nichtssagend, schließlich hängt zu 99% am motor ein nicht-stufenloses getriebe. daher macht es sowieso nur sinn sich die drehmoment und leistungskurve anzugucken.
Ja, das habe ich schon früh im Thread erwähnt.

Lethargica
2009-03-14, 21:33:34
Zum Vergleichen eignen sich daher Zugkraftdiagramme ganz gut.

AnPapaSeiBua
2009-03-16, 13:25:09
Die Energie, die nötig ist, um eine Masse m von einer Geschwindigkeit v1 auf eine Geschwindigkeit v2 zu beschleunigen, lässt sich wie folgt berechnen:

E = m * (v2² - v1²) / 2

Diese Energie ist also für eine gegebene Masse und gegebenen Geschwindigkeiten immer gleich, also unabhängig wie schnell beschleunigt wird.

Will ich das ganze in einer Zeit t schaffen, muss ich eine durchschnittliche Leistung von P = m* (v2² - v1²) / 2t aufbringen.

Man kann jetzt an Drehmoment und Drehzahl drehen und wenden was man will. Um diese Beschleunigung zu erhalten, muss ich diese Leistung nun mal aufbringen. Das ist primitivste Physik, die Energie kommt nicht aus dem Nichts.

Die Beschleunigung wird also durch die Leistung bestimmt. Diese hängt halt nur von Drehmoment und Drehzahl ab (P ~ M*n). Mit einer Drehmomentangabe allein kann man nichts anfangen, mit einer Leistung schon.

Drehmomente lassen sich auch beliebig umwandeln. Es ist kein Problem, aus 100 Nm auch 200 Nm zu machen (Getriebe), dabei halbiert sich aber die Drehzahl. Das Produkt aus beidem bleibt aber gleich (Wirkungsgrad mal außen vor gelassen), damit auch die Leistung. Eine Leistung kann ich nicht einfach so erhöhen (Energieerhaltung!).


Mit der Angabe einer Masse, dessen Momentangeschwindigkeit und die Momentanleistung die zur Beschleunigung zur Verfügung steht, kann man die Beschleunigung ausrechnen (a = P / (m*v)). Mit dem Drehmoment allein anstatt der Leistung geht das nicht.


Beispiel: (Zur Einfachheit ein etwas "unrealistischer" Drehmomentverlauf ;))
1000 - 2000 U/min: M = 100 Nm (P ~ 10,5 kW - 21 kW)
2500 - 5000 U/min: M = 80 Nm (P ~ 21 kW - 42 kW)

Das Fahrzeug fährt 50 km/h und soll auf 100 km/h beschleunigt werden.
Wird es in Fall a) oder in Fall b) schneller bei 100 sein (oder ist es gleich)?

a) Es wird von 1000 auf 2000 Umdrehungen/Minute beschleunigt
b) Es wird von 2500 auf 5000 Umdrehungen/Minute beschleunigt

Laut den "Drehmoment ist alles"-Fanatikern müsste Fall a) der bessere sein, da ja das höhere Drehmoment anliegt.
Aber offensichtlich ist doch klar, dass man im Fall b) schneller ist (warum schaltet man wohl beim Überholen zurück???).

Und natürlich ist mir bewusst, dass im Fall b) eine kürzere Übersetzung vorliegt. Dies ist aber eine zwingende Vorraussetzung, um bei der gegebenen Geschwindigkeit die Leistung des Motors überhaupt abrufen zu können. Aber genau diese kürzere Übersetzung die man automatisch hat und haben muss, wenn man die Leistung abfordern will, wird gerne unter den Tisch fallen gelassen, wenn man stur die Drehmomente anschaut.

Und wenn man doch lieber Drehmomente anschaut, dann doch bitte das Rad-Drehmoment und nicht das Motordrehmoment. Im o.g. Beispiel sollte klar sein, dass das Raddrehmoment im Fall b) größer ist (nämlich das Doppelte).