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Es gibt keine Leistung!

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Doc²
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BeitragVerfasst am: 03.06.2010 18:25    Titel: Es gibt keine Leistung! Antworten mit Zitat

Die wichtigsten Daten die einen Motor ausmachen sind oftmals Leistung, also PS, und Hubraum, zum Beispiel 2,0l, aber diese Daten rückten tatsächlich betrachtet in den Hintergrund wenn man sich mal die Bedeutung dieser klar macht.

Was ist den überhaupt die Leistung?
Die Leistung, angeben in PS, oder kW, ist nichts anderes als ein Synonym für Kraft, Arbeit oder Energie. Und ein Blick ins Tabellenbuch verrät: Leistung = Arbeit x Zeit, aber auch Kraft x Weg : Zeit und auch Kraft x Geschwindigkeit.
Diese Formeln, so unlogisch sie zunächst scheinen erklären sozusagen den Unterschied zwischen einem „der zieht wie Sau“ und „na der kommt ja gar nicht“.
Auf der Suche nach dem Wert hinter der Leistung stellt sich raus das Arbeit x Zeit und auch Kraft x Weg : Zeit hier eher zu vernachlässigen sind, die wirklich wichtige aussage ist Kraft x Geschwindigkeit.
Die Kraft bei einem Motor ist das Drehmoment und die Geschwindigkeit, sind nicht die 189km/h auf dem Tacho, sondern die Drehzahl bei der diese Kraft abgegeben wird.
Und ein erneuter Blick ins Tabellen Buch klärt dann auch, wie es überhaupt zu PS kommt, wenn denn das Drehmoment eigentlich dahinter steckt.
Denn Leistung, also PS, gemessen in kW = Drehmoment x Drehzahl : 9550.
Spätestens jetzt sollte die Überschrift dieses neuen Themas klar werden, denn der fiktive Wert „Pferdestärken“, also PS, ist durch die Abhängigkeit der Drehzahl nur eine mangelhafte Aussage über das tatsächliche Kraft eines Motors.

Dazu ein Beispiel.
Wir stellen uns mal vor ein Motor hat eine Drehmomentenkurve die eine über einen langen Drehzahlbereich, also von 3500U/min bis 6000U/min eine gerade beschreibt, in der das Drehmoment jetzt zum Beispiel mal 100Nm beträgt.
Dann würde das in PS bedeuten das dieser Motor bei 3500U/min knapp 50PS leistet aber dafür bei 6000U/min 85PS. Die Leistung würde also kontinuierlich mit der Drehzahl von anfangs 50PS auf 85PS steigen. Ja und was ist mit dem Drehmoment?
Die Kraft, also das Drehmoment, die dahinter steht ist in jedem Fall die gleiche.

Dieses Beispiel zeigt deutlich das die Leistung zu vernachlässigen ist, denn die Drehzahl verschleiert die tatsächlich Leistung enorm.
Man kann sogar noch Weiter gehen und das Spielchen bei höheren Drehzahlen nachrechnen mit dem selben Ergebnis, die Kraft wird nicht mehr die Leistung schon, und das nur wegen der Drehzahl.

Entsprechend kann man bei Bewertung eines Treibwerks kaum über die Leistung gehen, eine füllige Drehmomentkurve die über einen langen Drehzahlbereich verläuft ist als wesentlich wichtiger zu betrachten. Entsprechend sind 200PS bei 7850U/min manchmal eben kaum mehr als 127PS bei 5000/min.


Für den Hubraum gibt es eine ähnlich falsche Vorstellung.
Ein grosser schwerer Ami kommt mit dicken V8 blubbern daher gerollt.
Nehmen wir einfach mal eine Ford Mustang der ersten Generation als Beispiel Fahrzeug.
Der Motor in dem Fall eine Ford Small Block, also eine sogenannte Windsor Motor, mit 289cui was in etwa 4,7l entspricht.
Klingt nach Leistung (...), um genau zu sein 200PS bei 4400U/min und einem satten Drehmoment von 382Nm bei 2400U/min.
Tolle Leistungswerte, die einem schon direkt den verbrannten Gummi in der Luft schmecken lassen.
Aber sind die Leistungswerte wirklich so toll?
OK die Leistung ist vielleicht jetzt nicht der Hit, der letzte Mondeo ST (Mk3) hatte aus weniger Hubraum mehr, aber das Drehmoment ist dagegen überragend, oder?

Um mal einen Vergleich zu haben, 1991 gab es das Debüt von einem neuen Ford V8, dem Modular Motor. Dieser wurde neben dem Mustang auch noch in anderen Modellen verbaut und leistete 1999 im Mustang SVT Cobra 320PS und 430Nm.
Wie kommt es zu der Steigerung von Leistung und Drehmoment?
Die augenscheinlichste Antwort wird wohl sein, die Anzahl der Ventile hat sich verdoppelt.
Während der 289er ein 16 Ventiler ist, also 2 Ventile pro Zylinder, hat der Cobra Motor 32 davon.
Und einher mit den Ventilen kam dann natürlich auch die Leistung und das Drehmoment.

Es gibt eine Faustformel die besagt das man in etwa 100Nm aus 1l Hubraum bekommt.
Uns besser bekannte Motoren, wie das RS2000 Triebwerk aus dem Escort, aber auch der 3,0 l aus dem Mondeo ST220 beweissen das eindrucksvoll mit 190 und 285Nm.
Wenn man sich nun aber die 4,7l Maschinen anschaut mit knapp 380 und 430Nm stellt man recht schnell fest das hier weitaus weniger Drehmoment aus dem Hubraum erzeugt wird.
380, beziehungsweise 430Nm sind zwar an sich ausreichend und sollte auch in jeder Lebenslage zu überzeugen wissen, aber wenn man bedenkt das problemlos auch 470 Nm möglichen gewesen währen wird einem schlagartig die tatsächliche Qualität des Treibwerks klar.

Diese extremen Beispiel zeigen auch den Weg vom Downsizing und Optimierung der Motoren. Niemand brauch sich auf seine 2l Hubraum was einbilden, wenn er tatsächlich nur 1,5L davon ausnutzt, deswegen ist es auch verständlich das heute die 1,6er genauso viel Leisten wie 2,0L Triebwerke vor 25 Jahren.
Entsprechend wird klar das der Hubraum als Wert an Wichtigkeit verliert wenn man ihn ohne seine Ausnutzung betrachtet.

Und hier noch ein Link auf die Seite www.KFZ-Tech.de zur Berechnung von Leistung, Drehmoment und der dazughörigen Drehzahl.

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BeitragVerfasst am: 06.06.2010 09:49    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo DOC²

Schönen Dank für deinen Beitrag. Ich finde er geht hier im Forum ein wenig unter. Du solltest ihn im "Workshop" reinstellen da er ja diverses grundsätzliches aus der Physik beschreibt wäre er meiner Meinung nach dort besser aufgehoben.

Trotzdem Danke

MFG V.G.

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BeitragVerfasst am: 03.07.2010 13:31    Titel: die Drehmomentkurve Antworten mit Zitat

Wie im letzten Beitrag schon angesprochen sind Drehzahl, Drehmoment und Leistung miteinander eng verknüpft und zum Teil von einander abhängig.
Aber diese drei Werte stellen einzeln betrachtet nur ein ungenügendes Bild von der tatsächlichen Leistung eines Motors dar.

Eine Drehmomentkurve, oder eine Leistungskurve, wie sie auch auf einem Rollenprüfstand ermittelt werden kann, ist daher die beste Möglichkeit das potential eines Motors darzustellen.


Auf dem Bild ist eine Drehmomenten- und Leistungs-Kurve von einem Porsche Boxster (Typ986) zu erkennen.
Links der Graph für das Drehmoment, unten der von der Drehzahl und rechts der Graph für die Leistung in kW.
Die wichtigsten Daten von diesem Aggregat:
Hubraum: 2687 ccm
Bohrung / Hub: 85,5 x 78,0 mm
Leistung: 220PS (162kW) bei 6400U/min
Drehmoment: 260Nm bei 4750U/min

Über diesen Motor anhand der Daten und der Leistungskurve ein Urteil zu fällen ist relativ einfach. Wie Üblich spielt die Leistung wieder eine untergeordnete Rolle denn tatsächlich entscheidend ist die Drehmomentkurve.
Unabhängig davon das dieser Motor mit seinen Leistungswerten schon sehr gut da steht kann man aber trotzdem erkennen das er nicht nur auf Höchstleistung getrimmt ist.
Anhand der füllige Drehmomentkurve kann man gut erkenne das hier die Bemühungen über ein möglichst breites Drehzahlband kontinuierlich viel Kraft bereit zu stellen erfolgreich war.
Zwischen 3000U/min und bis über 6000U/min liegt immer eine Kraft von über 250Nm an.
Dies sollte ausreichend um nach jedem Schaltvorgang immer im optimalen Drehzahlbereich zu bleiben.
Das Anfahren, bei niedrigen Drehzahlen sollte aber auch nicht schwer fallen.
Schon ab kurz über Standgas liegen über 150Nm an und ab 2000U/min sogar schon über 200Nm.

Im Grossen und ganzen kann man diesen Motor mit dieser Leistungsentfaltung als gelungen bezeichnen, im alltägliche Betrieb aber auch auf der Rennstrecke sollte er zu überzeugen wissen.

Nun hat man aber nicht immer die Möglichkeit auf eine schöne Grafik auf der eine Drehmomentenkurve abgebildet ist zurück zu greifen, oftmals ist es ja so das man nur die Leistung und das Drehmoment bei ihren spezifischen Drehzahlen hat und mehr nicht.
Aber Anhand dieser Werte kann man sich recht schnell eine improvisierte Drehmomentenkurve erstellen.

Als Beispiel Werte hierfür ziehe ich mal die Leistungsdaten der verschiedenen Triebwerke mit rund 75PS die im Fiesta verbaut worden sind zu rate.

1,4 l PT-E
Hubraum: 1392 ccm
Bohrung / Hub: 77,2 x 74,3 mm
Leistung: 73PS (54kW) bei 5100U/min
Drehmoment: 106Nm bei 2750U/min

1,4 CVH CFI
Hubraum: 1392 ccm
Bohrung / Hub: 77,2 x 74,3 mm
Leistung: 71PS (52kW) bei 5500U/min
Drehmoment: 103Nm bei 4000U/min

1,25er Zetec-SE
Hubraum: 1242 ccm
Bohrung / Hub: 71,9 x 76,5 mm
Leistung: 75PS (55kW) bei 5200U/min
Drehmoment: 110Nm bei 4000U/min

1,3 Duratec
Hubraum: 1299 ccm
Bohrung / Hub: 74,0 x 75,5 mm
Leistung: 70PS (51kW) bei 5800U/min
Drehmoment: 106Nm bei 2600U/min

Siehe Anhang

Wem jetzt dieses Koordinatensystem komisch vor kommt, weil alle Linien nach unten zeigen, es handelt sich dabei nur um die jeweiligen Drehmomente, nicht um die Leistungen, und das Drehmoment fällt bei all diesen Motoren mit steigender Drehzahl stetig.
Ausserdem sind diese Werte nur Näherungswerte. Konvexe oder Konkave Bögen in den Graphen lassen sich mit nur zwei Datenpunkten nicht ermitteln.
Aber anhand der Linien zwischen dem maximalen Drehmoment und der maximalen Leistung kann man gut erkennen welcher der Motoren dort am meisten Kraft bietet und in welchem Drehzahlbereich diese zur Verfügung steht.

Nun zur Auswertung.
Bis auf den 1,25er handelt es sich bei allen Motoren noch um 2 Ventil Motoren, also 8V.
Der 1,25er hat ausserdem am wenigsten Hubraum.
Im direkten vergleich zwischen den beiden 1,4ern fällt auf der das jüngere PT-E sein Drehmoment nicht nur bedeutend frühern sondern auch für einen bedeutend grösseren Drehzahlbereich zur Verfügung stellen kann.
Wenn man nun den CVH mit den Hubraumschwächeren Motoren vergleicht fällt auch hier auf das er beiden unterlegen ist. Zwar hat er ein ähnliches hohes Drehmoment wie der 1,3er aber dieser kann seine maximale Kraft schon wesentlicher früher entfalten. Was sich im Betrieb dadurch äussert das man ihn mit wesentlich geringen Drehzahlen bewegen kann.
Der 16V hingegen hat durch seinen zusätzlichen Ventile die beste Ausnutzung des Hubraums. Zwar ist der Bereich in dem er dies zur Verfügung stellt der kleinste von allen vier Motoren, aber dadurch das es so hoch ausfällt stellt er hier den stärksten Motor dar. Nur der 1,3er kann bei geringeren Drehzahlen mehr Kraft abgeben als der 1,25er.

Das für und wieder der verschiedenen Motoren lässt schlussendlich nur eine Erkenntnis zu.
Der modernste Motor von allen, der 1,25er, stellt die wahrscheinlich beste Mischung dar, alle anderen können entweder nur in Teilbereichen gleich stark sein, oder eben gar nicht mithalten.

Das Ziel bei der Abstimmung von jedem gewöhnlichen Gebrauchsmotor aber auch von jedem Motor Tuning stellt einen füllige Drehmomentkurve dar.
Da das Drehmoment aber nicht konstant über einen grossen Drehzahlbereich hochgehalten werden kann sollte das Ziel allen Tuning immer der perfekte Kompromiss an Höhe und Länge sein.
Es lassen sich zwar durch verschiedenen Massnahmen am Motor und Anbauteilen auch Drehmomentspitzen erreichen die zum Teil deutlich herausstechen können, leider lassen sich diese aber nur recht schlecht nutzen da die meisten Getriebe dafür zur lang sind, beziehungsweise die Fahrbedingungen dies nicht zulassen.

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improvisierte Drehmomentenkurve.jpg
 Beschreibung:
Eine improvisierte Drehmomentenkurve die mal eben mit primitivsten mitteln aus Drehmoment, Leistung und Drehzahl erstellt wurde.
 Dateigröße:  26.96 KB
 Angeschaut:  561 mal

improvisierte Drehmomentenkurve.jpg


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BeitragVerfasst am: 03.07.2010 17:49    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

habe mich vor einiger Zeit auch mal mit dem Thema Drehzahl, Drehmoment, Geschwindigkeiten und Verbrauch am Beispiel eines Marbella auseinandergesetzt. Zum einen weil mein Bruder einen Marbella hat und zum anderen weil mir die Kenninien des Marbella zur Verfügung standen. Die Überschrift war "Optimales Fahren".

Interessant war, daß für die letzten paar PS der Verschleiss und Verbrauch gleich extrem steigt.

hier der Link dazu:

http://www.seatforum.de/forum/showthread.php?t=57770&highlight=optimales+fahren

Der Beitrag und auch die Kennlinien stehen dort als PDF zur Verfügung.
Wie gesagt, der Beitrag bezieht sich auf eine Marbella ist aber doch beispielhaft für alle Motoren.


Viel Spaß

Dir DOC² danke für deinen Beitrag. Schön wäre es wenn man die Kennlinien der Motoren bekommen könnte. Habe sie im "So wird's gemacht" leider nicht gefunden.

Danke für deine Mühe

MFG V.G.

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BeitragVerfasst am: 03.07.2010 20:32    Titel: Re: die Drehmomentkurve Antworten mit Zitat

Doc² @ 03.07.2010 13:31 hat folgendes geschrieben:
Der modernste Motor von allen, der 1,25er, stellt die wahrscheinlich beste Mischung dar

Mir wäre der P-TE oder der Duratec aber lieber.
Zumindest im ungetunten Zustand. Auf welcher Basis da was geht, weiss ich nicht.
Mein '92er 1.3er ging auch besser als der '91er 1.4er meiner Mutter, der musste immer drehen, drehen, drehen, sonst ging da nix.

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BeitragVerfasst am: 03.07.2010 21:16    Titel: Re: die Drehmomentkurve Antworten mit Zitat

Die Leistungsdiagramme können bei Ford angefragt werden.
So habe ich auch meines bekommen.
Ich habe "damals" einfach über die E-Mail Maske auf Ford.de ein paar nette Zeilen verfasst und prompt vier Wochen später eine Kopie des Diagramms meines 1,3er zugesandt bekommen.

Beim Duratec handelt es sich ja an sich auch um eine modernes Triebwerk, wenn auch die Ursprünge verdammt alt sind, aber der 16V nutzt seinen zur Verfügung stehenden Hubraum besser aus.
Keiner hat mehr Drehmoment als er, obwohl in diesem Vergleich den geringsten Hubraum hat.

Auf meinem improvisierten Diagramm können leider auch nicht die Verläufe der Kurven vor dem Maximalen Drehmoment als Linien dargestellt werden, aber es ist anzunehmen dass, um jetzt beim Beispiel vom 1,25er zu bleiben, wenn bei 4000U/min 110Nm anliegen das davor auch nicht sehr viel weniger sein werden. Schliesslich verlaufen die Drehmomentkurven in der Regel füllig und bauchig.

Interessant zu wissen ist das die Leistungslüge speziell bei Rennmotoren in den letzten 20 Jahren schon fast extrem auf die Palme getrieben wurde.
Im Buch „Mehrventilmotoren“ wurden die Zylindermittendrücke, welche im Prinzip die selbe aussage Kraft haben wie die Drehmomente, von alten und aktuellen Rennmotoren verglichen. Das Resultat war das diese quasi gleich geblieben sind.
Oder auf deutsch, früher hat man aus 2,0 l Hubraum rund 250Nm heraus bekommen und heute auch, nur die Drehzahlen haben sich zum Teil drastisch verschoben, siehe Formel 1.

Meine persönliche Meinung ist das der 1,3 CFI, der 1,4 PT-E und der 1,6 16V im Fiesta Mk3 die am besten zu „tunenden“ Motoren sind.
Beim 1,3er ist das zwar mit umfangreichen Umbauarbeiten verbunden, aber allein die Tatsache das Ford den Motor noch bis 2002 mit diversen Weiterentwicklungen genutzt hat sprechen für ihn.
Der 1,4 PT-E hat durch seine Verwandtschaft zum 1,6 l CVH aus dem XR2i (8V) sehr gute Vorraussetzungen genauso wieder der 1,6 16V bei dem ja theoretisch auch eine Teile vom RS2000 passen müssten.

Per hat folgendes geschrieben:
...
Mein '92er 1.3er ging auch besser als der '91er 1.4er meiner Mutter, der musste immer drehen, drehen, drehen, sonst ging da nix.
Und jetzt weißt du auch warum das so ist und war.
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BeitragVerfasst am: 03.07.2010 22:04    Titel: Zum optimalen Fahren. Antworten mit Zitat

Drehmomentkurven, oder auch Leistungsdiagramme, werden immer bei „Vollgas“ erstellt.
Und das ist schon das Hauptproblem warum diese nicht wirklich realitätsnah sind, ähnlich den DIN Verbräuchen aktueller Fahrzeuge.
Viel öfter sind Fahrzeuge im Teillastbetrieb unterwegs und da sind die Zylinderfüllungen zum Teil deutlich unter denen bei Volllast, ausserdem sind die Wirkungsgrade bei Teillast weit aus geringer als bei Volllast.
Deswegen sind die G/kWh aus dem Diagramm nicht für die Realität zutreffen.
Des weiteren ist es auch so das der Verbrauch mit der Drehzahl steigt, also ein Motor der anstatt 2000U/min 4000U/min gescheucht wird, verbraucht auch annähernd doppelt soviel in der selben Zeit, eben weil auch doppelt so viel/oft eingespritzt wird.

Zum Thema der Teillast und die Optimierungen dazu empfehle ich folgenden Text:

Möglichkeiten und Grenzen der Teillaststeuerung von Ottomotoren mit vollvariablem Ventilhub von Dipl.-Ing. Philipp Löbbert

Unter www.qucosa.de gibt es auch noch mehr Lesestoff der so einige Überraschungen in sich bürgt.

Zurück zum optimalen Fahren:
Wie schon ein User im SeatForum.de beschrieben hat sollte man wohl den Marbella mit Vollgas in den höchsten Gang treiben und dann dort vor sich hin dümpeln.
An sich keine Schlechte Idee, aber wenn man sich nicht beeilen muss, könnte man auch mit dem Standgas beschleunigen und so dann, natürlich etwas später, auch im höchsten Gang enden.

Letztendlich könnte man fast die gesamte Diskussion im SeatForum.de als Unfug und Blödsinn abtun da dort zum Teile falsche Aussagen und Halbwahrheiten arg probagiert werden.
Eine Wissenschaftliche Herangehensweise ist das jedenfalls nicht.
Vielleicht sollte man das hier im Forum bei Gelegenheit noch mal nachholen. Aber daran interessierte können sich ja erst einmal das vorhin erwähnte .pdf-Dokument durchlesen.

Der Grundgedanke dieses Beitrages drehte sich aber eher nicht um optimales Fahren oder das ausnutzen von Motoren, viel mehr sollte es dem Leser ein gewisses Grundwissen vermitteln welches man benötigt um die Grundlegenden Vorgänge im Motor zu verstehen.
Und natürlich sollten auch ein paar Gerüchte und Vorurteile aus der Welt geschafft werden.

Und als kleiner Witz am Rande: „Ich mag 16 Ventiler, vorrausgesetzt sie haben 8 Zylinder

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BeitragVerfasst am: 04.07.2010 09:11    Titel: Antworten mit Zitat

@DOC²
Was die Verbrauchsermittlung betrifft irrst du wohl. Die Verbrauchsermittlung erfolgt durch Abfahren eines genormten Fahrzyklus. Die Abweichungen zwischen Normverbrauch und Realität hängen damit zusammen daß der Normfahrzyklus mehr oder weniger willkürlich (nach Wünschen der Autoindustrie??) erstellt wurde und nur sehr bedingt an die Realität heutiger Verkehrsbedingungen angepasst ist.

Der Beitrag im Seatforum sollte dem Marbella-Fahrer eine Hilfe für optimales (= sparsames) fahren und schalten ohne DZM an die Hand geben und so die entsprechenden Schaltpunkte beschreiben. Dazu die Tabelle am Ende des Beitrags. Mehr sollte und kann der Beitrag nicht leisten. Selbiges lässt sich für alle Motoren/Fahrzeuge aus den Leistungs- und Drehmomentkurven und Übersetzungsverhältnissen ermitteln.

Die Erkenntnis am Ende des Beitrags, daß für die letzten paar kW bis zur Maximalleistung der spezifische Verbrauch und Verschleiss sich unverhältnismäßig steigern ist dennoch gültig und auf alle Motoren übertragbar und sollte jeden davon abhalten weit über die Drehzahl des maximalen Drehmoments hinaus zu drehen.

Was die Motorenauswahl von Ford anbelangt spielen sicher auch andere Dinge als die Leistungs-/Drehmoment-Kurven, bzw die Tuning-Möglichkeiten eine Rolle. Neben den Umweltauflagen (Abgasvorgaben/Verbrauch) spielen auch die Standfestigkeit (Garantie?), Wartungsfreundlichkeit, Produktions- und Entwicklungskosten eine weitaus wichtigere Rolle als mögliche Leistungs-/Drehmoment-entfaltung. Sonst würde man nicht ein und den selben Motor in vielen verschiedenen Fahrzeugen finden.
Will sagen es entscheiden in erster Linie marktrelevante Dinge über die Motorenwahl, nicht die Physik.

MFG V.G.
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BeitragVerfasst am: 04.07.2010 10:05    Titel: Antworten mit Zitat

Doc² @ 03.07.2010 21:16 hat folgendes geschrieben:
Im Buch „Mehrventilmotoren“ wurden die Zylindermittendrücke, welche im Prinzip die selbe aussage Kraft haben wie die Drehmomente, von alten und aktuellen Rennmotoren verglichen. Das Resultat war das diese quasi gleich geblieben sind.

Wenn du weisst, der Wert entsteht (aufgrund der Menge des verbrannten Kraftstoffs (Druck), Bohrung (Kraft) und Kurbelwellenradius (Moment), die letzten beiden zusammen ergeben wieder den (halben) Hubraum), ist das auch gaaanz einfach zu erklären. Mehr Moment geht nur durch bessere Füllung (Resonanz, Turbo/Kompressor, RamAir...), und kann sich bei reinen Saugern nicht über einen Optimum bewegen.
Ähnlich einer Dampflok, dort kann man aufgrund der geometrischen Daten und dem max. zul. Dampfdruck alle "Leistungswerte" angeben. Alles, was sie weniger abgibt, sind Verluste.

Wie gut, dass wir keine Zweitakter fahren, da wird das durch die meisst angewendete innere Kompression und den Spülverlusten viiiel komlizierter grins.

Doc² @ 03.07.2010 21:16 hat folgendes geschrieben:
Und jetzt weißt du auch warum das so ist und war.

Keine Angst, dass wusste ich schon vorher tanzen

vg-fiesta @ 04.07.2010 09:11 hat folgendes geschrieben:
Was die Verbrauchsermittlung betrifft irrst du wohl. Die Verbrauchsermittlung erfolgt durch Abfahren eines genormten Fahrzyklus. Die Abweichungen zwischen Normverbrauch und Realität hängen damit zusammen daß der Normfahrzyklus mehr oder weniger willkürlich (nach Wünschen der Autoindustrie??) erstellt wurde und nur sehr bedingt an die Realität heutiger Verkehrsbedingungen angepasst ist.

Leider werden viele Motoren genau auf diesen Zyklus (den es gleich oder ähnlich in vielen anderen Ländern auch gibt) ausgerichtet. Magermixmotoren z.B. saufen ausserhalb des Zykluses gerne, andere Konzepte aber auch.

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BeitragVerfasst am: 29.07.2010 17:19    Titel: Nachtrag Antworten mit Zitat

Die Leistung macht insofern doch Sinn wenn es um die Berechung von Arbeit geht, also wie lange eine gewisse mechanische Leistung erbracht wird.

Ich habe noch ein schönes Beispiel gefunden für die direkte Anwendung einer Drehmomentkurve.
Siehe Anhang.
Hier zu erkennen ist ein Chevrolet Corvette (C4 also 1984–1996) Tacho auf dem der Drehzahlmesser der Drehmomentkurve nachempfunden ist.
Auf diese Weise wird dem Fahrer deutlich gemacht das im Drehzahlbereich um 4500U/Min das grösste Drehmoment und damit dir grösste Kraft anliegt.

_________________



Chevrolet Corvette C4 Tacho.jpg
 Beschreibung:
Digitaltacho einer Corvette C4
 Dateigröße:  47.47 KB
 Angeschaut:  596 mal

Chevrolet Corvette C4 Tacho.jpg


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BeitragVerfasst am: 23.01.2011 15:09    Titel: Nm-Drehzahl=PS Diagramm Antworten mit Zitat

Letztens habe ich in einer Werkstatt neben dem Rollenprüfstand für Leistungsmessung an der Wand ein Plakat hängen sehen.
Auf diesem waren die verschiedenen Leistungen, also PS, in Abhängigkeit zur Drehzahl und Drehmoment in Form einer Tabelle abzuschätzen.

Der Prüfer hat also bei der Messung ein Drehmoment von 145Nm bei 5500U/min ermitteln können und nach einem kurzem Blick aufs Plakat dann feststellen können das dies etwa 114PS entsprechen.

Genauso ist mein erstelltes Plakat auch zu lesen.


Es Funktioniert aber auch anders herum.

So weiß ich von meinem Motor das ich 60PS bei 5000U/min habe.
Wenn ich nun auf der Drehmomentskala nachschaue entsprechen diesem Wert etwa 85Nm.

Aber wenn ich aus einem Motor 100PS heraus holen möchte dann muss ich entweder 200Nm bei 3250U/min erreichen oder aber auch 120Nm bei 6000U/min, das entspräche beides 100PS.

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Nm-Drehzahl=PS Diagramm.JPG
 Beschreibung:
Nm/Drehzahldiagramm
5-200Nm/500-8000U/min
Abzulesen nach obigem Beispiel.
 Dateigröße:  401.54 KB
 Angeschaut:  787 mal

Nm-Drehzahl=PS Diagramm.JPG


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BeitragVerfasst am: 24.01.2011 09:54    Titel: Antworten mit Zitat

Und für fehlende Werte:
P(n) = 2 π n M(n)
P-Leistung bei bestimmter Drehzahl (in Watt)
n-Drehzahl (pro Sekunde!!)
M-Drehmoment bei dieser Drehzahl (in Nm)
π-3,14 grins

Dein Beispiel:
P = 2π * 200 Nm * 3250/60s
P = 68000Nm/s
P = 68000W
P = 68 kW ~ 93 PS

P = 2π * 120 Nm * 6000/60s
P = 75398Nm/s
P = 75398W
P = 75,4 kW ~ 103 PS

Stimmt soweit mit deiner Tabelle überein grins, es zeigt aber auch, dass du beim Ablesen etwas verrutscht bist Lupe

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BeitragVerfasst am: 25.01.2011 09:15    Titel: Antworten mit Zitat

Gut das du es mal gegen gerechnet hast, den nach dem ich einmal die korrekte Formel entwickelt habe, habe ich es einfach über MS Excel kopiert ohne es weiter zu überprüfen.

Die Formel die du angibst ist zwar richtig, aber scheint mir etwas umständlich.
Im ersten Beitrag habe ich folgendes geschrieben:
"Leistung ... in kW = Drehmoment x Drehzahl : 9550"
200Nm x 3500U/min : 9550 = 73kw ~ 99,6PS

Ich war noch am Überlegen ob eine Tabelle für Motoren mit bis zu 200Nm überhaupt ausreicht... grübel

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BeitragVerfasst am: 25.01.2011 09:51    Titel: Antworten mit Zitat

Doc² @ 25.01.2011 09:15 hat folgendes geschrieben:
Ich war noch am Überlegen ob eine Tabelle für Motoren mit bis zu 200Nm überhaupt ausreicht... grübel

nö, mein Mondi passt da schon nicht mehr rein grins
Aber dafür gibts ja die Formel.

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BeitragVerfasst am: 29.04.2012 14:32    Titel: Alles was zählt ist die Kraft am Rad Antworten mit Zitat

Die Drehmomentkurve eines Motors ist das entscheidende Kriterium um zu beurteilen wie dieser Motor mit seinem zur Verfügung stehenden Hubraum arbeitet.
Sprich 150Nm aus 2l Hubraum sind eher nicht die Welt.

Aber nur einen Motor zu betrachten um daraus die Leistungsfähigkeit des ganzen Fahrzeuges zu schließen ist nicht weit genug gefasst.
Wie diese Kraft umgesetzt wird ist mindestens genauso wichtig wie der Motor an sich.

Hier mal eine Kleines Rechenbeispiel anhand eines serienmäßigen Fiesta Mk3 1,3er.
Der 1,3er hat etwa 101Nm bei 2500 U/min.
Diese Kraft wird vom Motor über die Kupplung direkt ins Getriebe abgegeben.
Hier wird mit Hilfe ein paar Zahnräder die Drehzahl reduziert und soweit nutzbar gemacht das man anfahren, aber auch die Höchstgeschwindigkeit erreichen kann.
Der 1,3er hat folgende Getriebeübersetzung.
1. Gang: 3.58
2. Gang: 2.04
3. Gang: 1.32
4. Gang: 0.95
5. Gang: 0.76
Differential: 4.06
Diese Zahlen stellen das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangs-Drehzahl dar.
Am Beispiel des ersten Ganges durchgerechnet:
Motordrehzahl 2500U/min : Getriebeübersetzung 1. Gang 3,58 : Differentialübersetzung 4,06
Also 2500 : 3,58 : 4,06 = 172 U/min
Das bedeutet nun das man im ersten Gang bei 2500U/min die Drehzahl auf 172U/min reduziert hat.

Diese Drehzahl wird nun wieder direkt an die Räder abgegeben.
Da ein Rad etwa einen Umfang von 1,72m hat bei einem Gesamtdurchmesser von etwa 0,547m kann man nun nicht nur die Geschwindigkeit abschätzen sondern auch die Kraft die am Rad ankommt.
Im gleichen Maß wie die 2500U/min in 172U/min untersetzt werden wird nämlich die Kraft von 101Nm durch die Übersetzung erhöht.
Motordrehmoment 101Nm x Getriebeübersetzung 1. Gang 3,58 x Differentialübersetzung 4,06
Also 101 x 3,58 x 4,06 = 1468Nm
1468Nm werden vom Getriebe an die Antriebswellen abgegeben.
Nun fehlen nur noch die Reifen welche Kraft ein letztes mal mit ihrem Radius verändern:
1468Nm : 0,2735m = 5368N
Das bedeutet nun das im 1.Gang bei 2500U/min ein maximale Antriebskraft am Rad von 5366N zur Verfügung stehen.

Eine einzelne Zahl bedeutet aber nichts wenn man sie nicht vergleichen kann.
Gleiche Drehzahl anderer Gang und die Kraft am Rad:
1. Gang: 5368N
2. Gang: 3059N
3. Gang: 1979N
4. Gang: 1424N
5. Gang: 1139N

Mit diesem Grundlagenwissen kann man jetzt schnell erkennen das das Eingangsmoment des Motor nur einen Faktor darstellt wenn es um die Kraft am Rad geht.
Wenn man also ein kürzeres Getriebe oder kleinere Reifen verbaut kann man schnell an Vortrieb gewinnen aber auch verlieren.

Wenn man nun noch diese Zahlen über das gesamte Drehzahlband betrachtet, kann man schnell feststellen wann Schaltpunkte zu legen sind, wie viel Fahrtwiderstand bei Höchstgeschwindigkeit herrscht und was ein Umbau wirklich bringt.
Im Anhang dazu das Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm für den Fiesta Mk3 1,3 HCS CFI.

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Kraftgeschwindigkeitsdiagramm Fiesta Mk3 1,3 HCS CFI.JPG
 Beschreibung:
Es wird der Drehzahlbereich von 1000 bis 5500U/min betrachtet und was die jeweilige Übersetzung aus dem Eingangsmoment und Drehzahl macht.
 Dateigröße:  139.97 KB
 Angeschaut:  494 mal

Kraftgeschwindigkeitsdiagramm Fiesta Mk3 1,3 HCS CFI.JPG


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