Drehmoment-Kurve?

Diskutiere Drehmoment-Kurve? im Technische Erklärungen Forum im Bereich Technik und Zubehör; So liebe Ingenieure und Physiker. Ich habe mal wieder eine allgemeine Frage bezüglich Motoren. Als ich eben mal wieder den Zusammenhang von...

  1. #1 ilikebenz 89, 25.05.2008
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    So liebe Ingenieure und Physiker. Ich habe mal wieder eine allgemeine Frage bezüglich Motoren.

    Als ich eben mal wieder den Zusammenhang von Leistung, Drehmoment und Drehzahl erklären musste, habe ich mich insgeheim gefragt, warum es überhaupt eine Drehmomentkurve gibt und warum das ganze nicht linear und ohne Steigung verläuft?! Nachdem ich die Kalorik im Physik LK eingetrichtert bekommen habe, weiß ich, dass sich das Drehmoment aus Hubraum und Kompression zusammensetzt. Dass der Hubraum konstant ist, kann man annehmen. Aber die Kompression ist doch auch von der Drehzahl unabhängig, oder? Wie kommt man dann dazu, dass sagen wir von 1.000 - 2.000 1/min eine Steigung stattfindet, wir von 2.000 - 4.000 1/min ein konstantes, maximales Drehmoment haben und das ganze am Ende wieder rapide abnimmt?!

    Wäre euch um eine Erklärung sehr dankbar ;)
     
  2. #2 micha-deluxe, 25.05.2008
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    Ich versuch's mal:

    Das hängt mit der Drehzahl dem Füllgrad und dem Zündverzug zusammen, so ist z.B. beim Benziner im allgemeinen der Füllgrad bei ca. 3000U/min am besten das heißt das da das meiste und homogenste/beste Gemisch im Zylinder ist und er somit auch am meisten Leistung und Wirkungsgrad hat.

    Ein Motor sollte so zünden damit die volle Power der Explosion kurz nach OT in der abwärts bewegung des Kolben ist, um das zu erreichen muss vor OT gezündet, um so mehr Drehzahl umso früher, das gibt der Zündwinkel an. Die Zeit von Zündung bis zur vollen Ausbreitung der Flammfront nennt man Zündverzug, welcher vorallem beim Diesel, je höher die Drehzahl desto höher der Zündverzug, irgendwann kommt der Motor damit nicht mehr so ganz klar bzw, er kommt mit dem Zünden nicht mehr nach oder kann die Zündung nicht noch weiter vorverlegen, deshalb weniger Drehmoment im oberen Drehzahl bereich.

    Im unteren Drehzahlbereich ist das gemisch zu schlecht und beim Diesel hat der Turbo noch nicht ausreichend Drehzahl.

    Hoffe ich konnte helfen, so würde ich das erklären.....wäre für Verbesserung aber auch Dankbar
     
  3. #3 Daniel 7, 25.05.2008
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    Wie kommt es dann, dass z.B. der 5,5L V12 Biturbo von Mercedes ab 1.800U/min schon so extrem viel Drehmoment (800NM) und der bis über 3.000U/Min ein richtiges "Plateau" in der Drehmomentkurve hat?
     
  4. #4 ilikebenz 89, 25.05.2008
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    Danke Micha für deine Erklärung. Wenn ich dich richtig verstanden habe, liegt es also daran, dass der genau Zündzeitpunkt bei höherer Drehzahl nicht getroffen wird bzw. die Zeit zwischen Zünden und tatsächlicher Wirkung für die Mechanik zu lang wird.

    Wobei das dann noch nicht 100%ig erklärt hat, warum im unteren Drehzahlbereich ein so geringes Drehmoment anliegt (z. B. beim Diesel-Motor ohne Turbo). Und wieso ist im unteren Drehzahlbereich das Gemisch zu schlecht? Liegt das an der Konzeption, dass Motoren eher auf ~2.000 1/min ausgelegt sind?! Weil im Stand, sagen wir bei 800 1/min dürfte das Gemisch doch auch ausreichend eingezogen bzw. später ausgestoßen werden, oder nicht?
     
  5. #5 Axel E 200 T, 25.05.2008
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    Das Hauptprobolem liegt in der Füllung der Zylinder. Aufgrund der Gestaltung des Ansaugtraktes sowie der Vetnile (2,3,4 Ventlie) ist es so das nur in einem Bestimmten Drehzahlbereich ein hohes Drehmoment anleigen kann. Die Hersteller versuchen sowas mithilfe von Variablen Saugrohrlängen zu kompensieren. Bei Niedrigen Drehzahlen ist die Strömungsgeschwindigkeit gering, wodurch eine resonanzladung begrenzt ist. Somit verwendet man ein Langes Saugrohr, um die Ströumg zu nutzen um den Zylinder zu füllen. Bei hohen drehzahlen ist die Strömungsgeschwindigkeit höher und somit kann sich der Zylinder mit einem Kürzerem Saugrohr genau so füllen. Die meisten motoren haben dieses Variable Saugrohr aber nicht. Daher ist eben das Vorhandene Saugrohr auf einen Bestimmten bereich abgestimmt. was oben und untenrum ein Schwächeres Drehmoment aufgrund der Füllung.
    Der 6,0l V12 BiTurbo hat dieses Plateau aufgrund der Begrenzung des Drehmomentes auf 1001NM, da sonst die Getriebe auseinanderfliegen würden. Weiterhin haben geladene Motoren von haus aus eine ungleichmäsigere Drehmomentkurve.
     
  6. #6 ilikebenz 89, 25.05.2008
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    der 6,0l V12? Ich meine, Daniel sprach vom 5,5l V12 Bi-Turbo und der hat gewiss keine 1000 Nm, das wäre der 65er mit der Abregelung ;)

    Danke auch dir, Axel, für deine Erklärung. Ich kann mir jetzt mal wieder besser ein Bild von den Motoren machen :)
     
  7. #7 zuendler, 29.05.2008
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    also das mit dem zündverzug stimmt bei motoren seit den 40ern nichtmehr.
    denn seither gibt es eine schöne drehzahlgesteuerte zündverstellung im verteiler.

    aber: die füllung im zylinder kann nicht endlos schnell explodieren, daher geht schonmal hier irgendwann
    die puste aus. zweite sache: hohe drehzahl, mehr viel mehr reibung, vorallem durch die rotierenden massen die
    sich dann in die kurve legen :D

    also ist schonmal ein natürliches limit nach oben gesetzt.

    daher sind die motoren auch für brauchbarere drehzahlen ausgelegt, d.h. nach oben hin laufen die
    auch aus dem optimalen wirkungsgrad raus - weil sie eben für die mittleren optimiert sind.
    das ist dann eine konstruktive limitierung (z.b. ventilsteuerzeiten)

    und die untere grenze: klar, thema füllung wurde oben schon angesprochen.
    da ist es nämlich so, dass das einlassventil irgendwann öffnet, und die luft vom kolben eingesaugt wird.
    die luft kommt somit in fahrt und das ventil schliesst im besten fall wieder wenn der kolben wieder
    nach oben geht, bevor er die luft wieder rausschieben kann.

    und das ist eben auch auf 3000u/min optimiert.
    bei niedrigerer drehzahl macht das einlassventil zu spät wieder zu,
    und die eingesaugte luft wird wieder rausgeschoben.

    bei hoher drehzahl jedoch geht sogar noch mehr luft rein, weil sie eben
    so in schwung gekommen ist. durch das resonanzrohr kann man für eine
    bestimmte frequenz sogar eine kleine aufladung erzeugen.

    daraus sollte man schon erkennen, dass es sehr auf die abstimmung
    der ventilsteuerzeiten ankommt.
    thema scharfe nockenwelle: hierbei werden die einlasventile
    sehr lange offen gehalten, damit bei hoher drehzahl die ventile
    genau richtig offen gehalten werden. da hat die luft ja noch mehr
    schwung.
    allerdings, man kann es sich denken: bei niedrigen drehzahlen ist
    das ganze dann völlig banane. und das quittieren die motoren
    dann mit ruckeln und kaum drehmoment untenrum.
     
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