Getriebe Beschleunigungsverhalten?
Hallo, mich interessiert folgendes schon länger...
Wenn man in einem Verbrenner-Auto beschleunigen möchte, nutzt man ja in der Regel einen niedrigen Gang.
Warum aber genau nützt es etwas, einen niedrigen Gang zu benutzen?
Liegt das nur daran, dass Verbrennungsmotoren bei höherer Drehzahl (niedriger Gang) mehr Leistung bringen?
Was wäre, wenn Drehzahlunabhängig immer gleich viel Motorleistung vorhanden wäre?
Würde es dann einen Unterschied machen ob ich bei 80km/h im dritten Gang beschleunige oder ob ich bei 80 km/h im vierten Gang beschleunige?
Also hat die Getriebeübersetzung an sich auch einen Einfluss darauf?
Wenn es nur an der höheren Drehzahl liegen würde, warum dauert es dann länger bei 2000rpm von 100 km/h auf 150 km/h zu beschleunigen als bei 2000rpm von 50 km/h auf 100 km/h zu beschleunigen? Ist das dann nur dem Luftwiderstand zuzuschreiben?
Das ganze ist rein theoretisch zu betrachten...
Verluste und so weiter sind mir egal.
Ich würde mich über eine Aufklärung dieser Fragen sehr freuen!
8 Antworten
Hallo,
ja idR haben Verbrennungsmotoren mit zunehmender Drehzahl auch mehr Leistung, nennt sich Leistungskurve und kann man sich gut bei Leistungsmessungen auf Prüfständen anschauen ... hierbei verhält sich jeder Motor ein bisschen anders.
https://www.youtube.com/watch?v=ZulRgIrcaZQ
bei zunehmender Geschwindigkeit, steigt die verlustleistung und der Windwiederstand, weswegen sich da die Fahrzeuge zunehmend schwerer tun je schneller man eben fährt.
Elektromotoren hingegen haben bei jeder Drehzahl die selbe Leistung und somit idR auch kein Getriebe .
Mit freundlichen Grüßen :-)
Bitte unterscheiden zwischen Leistung und Drehmoment, denn wenn ein E-Motor bei jeder Drehzahl gleiche Leistung hätte, müsste er bei niedrigen Drehzahlen sehr hohe Drehmomente haben:
Leistung ~ Drehzahl*Drehmoment !
Wieso fährst du bei einem Fahrrad lieber in einem niedrigen Gang einen Berg hoch, als in einem hohen Gang? Richtig, weil es weniger anstrengend ist!
Das Auto kann in den niedrigen Gängen leichter beschleunigen und man schaltet dann immer höher, um schneller zu werden.
Und zu deiner weiterführenden Frage, es gibt CVT Getriebe, welche zwar virtualisierte Gangstufen haben, aber auch stufenlos schalten können.
Der Subaru Levorg macht dies zum Beispiel, nur leider macht er es bloß bei einem Start von 0 an! Er dreht den Motor bis zu einer Drehzahl, wo er die meiste Leistung entwickelt und hält diese dann permanent. Währenddessen zieht er das Getriebe sozusagen länger, um eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen.
Deshalb ist die Drehzahl beim Auto ja auch so hoch. Immerhin strampelst du bei einem niedrigen Gang ja sehr oft. Das Auto fährt in einem niedrigen Gang ja ebenso langsam. Deshalb schaltet man ja auch immer höher beim beschleunigen. Nur eben Schritt für Schritt.
Das kannst du je nach Steigung auch gerne mit dem Fahrrad testen, im höchsten Gang kommst du nicht mehr hoch. Also ein niedrigerer Gang nehmen und du kommst leicht von der Stelle. Dann kann man je nach Steigung tatsächlich noch schalten, um schneller zu werden und weniger viel strampeln zu müssen. Nur nicht zu hoch schalten, sonst fehlt dir die Leistung. ;)
Ein Verbrennungsmotor hat einen vergleichsweise geringen Drehzahlbereich in dem er hohe Leistung und Drehmoment hat.
Deine fragen sind mit einem kleinen praktischen Beispiel recht einfach zu beantworten. Setz Dich mal auf ein Fahrrad und versuche im hohen Gang los zu fahren. Wird schwer werden. In einem kleineren Gang mit höherer Drehzahl an den Pedalen, klappt das leichter.
Leistung ~ Drehzahl*Drehmoment !
Das Drehmoment des Verbrennungsmotors beginnt erst mit einem sehr niedrigen Wert bei minimaler Leerlaufdrehzahl erreicht ein Maximum bei z.B. 3000 U/min und fällt dann bis zur Maximalen Leistung wieder ab.
Das Getriebe wandelt das Drehmoment umgekehrt zur Drehzahl, kann also aus hohen Drehzahlen sehr große Drehmomente wandeln ( z.B. 1. Gang ), bei hohen Geschwindigkeiten (PKW) ist die Übersetzung nahe 1, also überträgt das Getriebe das Motordrehmoment nahezu direkt.
Du kannst das gleiche auch bei deinem Fahrrad ausprobieren. Tritt immer mit der gleichen Kraft F auf die Pedale, oder stelle ein Gewicht auf die Pedale.
Bei einem hohen Gang gibt es mehr Widerstand und das Rad beschleunigt langsam. Bei einem niedrigen Gang umgekehrt.
Ob es ein Verbrennungsmotor ist oder nicht, hat grundsätzlich nichts damit zu tun. Der Effekt tritt da nur noch mehr auch, da die Leistung bei höheren Drehzahlen größer ist, als bei niedrigen.
Heißt das nun, dass auch wenn die Motorleistung im gesamten Drehzahlbereich gleich wäre, ein niedriger Gang besser beschleunigt?
Danke für deine Antwort!
Das bringt mich leider zu einem weiteren Problem...
Wenn ich bei einem Fahrrad in einem niedrigen Gang fahre, lässt es sich zwar leichter treten, es muss aber öfter getreten werden.
Ist das dann nicht wieder das gleiche?