Drehmoment und Getriebe

Wissenschaft Physik
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Hallo,

damians Posting weiter unten erinnerte mich an einen Beitrag in ich glaube Auto Motor Sport TV, wo sie den Super-Bugatti mit 1000PS zeigten und sagten, daß das Getriebe das hohe Drehmoment (weiß nicht mehr, waren einige Hundert Nm) nicht aushält und bei Belastung praktisch zermalmt wird (O-Ton). Im VW Phaeton gebe es ein ähnliches Problem, weshalb der VW-Motor gerdosselt sei.

Wie kann das Drehmoment das getriebe zermalmen? Ich meine, es gilt doch nur die von den Rädern auf die Straße übertragbare Kraft zu vermitteln. Bei größeren Kräften drehen die Räder doch durch - und das sollte ein Getriebe doch aushalten? Oder hat das mit der Übersetzung zu tun? Wenn ja, sollte da nicht die Kurbelwelle eher betroffen sein als das Getriebe?

Gruß
Jochen

2

pathway
Hallo Jochen,

Wie kann das Drehmoment das getriebe zermalmen?

Interessiert dich als Descriptor für den Pathway Surfactant & Zeitlupe?

die von den Rädern auf die Straße übertragbare Kraft

Hm, die Treppe ins Nichts…

Bei größeren Kräften drehen die Räder
doch durch - und das sollte ein Getriebe doch aushalten?

ooooohhhhmmm, warum erinnert mich der tibetianische rülps jedesmal an den kundalini-flow, grusel

hat das mit der Übersetzung zu tun?

Hast du den Originaltext da?

Wenn ja, sollte da nicht die Kurbelwelle eher betroffen sein als das Getriebe?

Das kommt auf die Initialzerstörung an. Manchmal bricht eine Kette eher ab. Warum hat Hermes Eris´ Apfel nicht selbst gegessen? Weil er Merkur nicht kannte, grins.

Gruß

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Hallo Biggi,

Interessiert dich als Descriptor für den Pathway Surfactant
& Zeitlupe?

Ja, aber ich beschreibe das nicht, ich habe es. Atmet sich besser so.

Hm, die Treppe ins Nichts…

Nicht nur das Alpha, auch das Omega!

ooooohhhhmmm, warum erinnert mich der tibetianische rülps
jedesmal an den kundalini-flow, grusel

Tut mit leid. Hast du mißverstanden. Du darfst das Brrr davor nicht einfach weglassen.

Hast du den Originaltext da?

Ja.

Das kommt auf die Initialzerstörung an. Manchmal bricht eine
Kette eher ab. Warum hat Hermes Eris´ Apfel nicht selbst
gegessen? Weil er Merkur nicht kannte, grins.

Kann man jemanden nicht kennen, dessen Hand man hält?

Auch 'n Gruß,
Jochen

4

Hallo Namensvetter:wink:,

folgendes könnte ich mir vorstellen: Das antriebsseitige Drehmoment ist (bei gleicher Motordrehzahl und abgerufener Motorleistung) in allen Gangstufen identisch.

Während im ersten Gang (niedrige Geschwindigkeit) tatsächlich die Reibgrenze der Räder schnell erreicht ist (P=Mxw mit P: Leistung, M: Drehmoment, w: Winkelgeschwindigkeit) und somit tatsächlich nur wenige 100kW umgesetzt werden können, ist bei höheren Gängen und Geschwindigkeiten ggf. erst der Windwiderstand begrenzendes Moment. Hier werden dann ggf. tatsächlich 1000kW in den Antriebsstrang eingespeist mit dem entsprechenden Antriebsmoment (das Abtriebsmoment ist natürlich aufgrund der Geschwindigkeit gering)

Also gehe ich davon aus, dass hier die Antriebsseite des Getriebes ihre Grenze erreicht.

Grüße
Jürgen

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Hallo Jürgen,

Hallo Namensvetter:wink:,

Ja, ja, Wilhelms gibt’s wie Sand am Meer… aber wir können und immerhin auf berühmte Vorfahren berufen… Mein Opa heißt übrigends Friedrich! :wink:

folgendes könnte ich mir vorstellen: Das antriebsseitige
Drehmoment ist (bei gleicher Motordrehzahl und abgerufener
Motorleistung) in allen Gangstufen identisch.

Ok.

Während im ersten Gang (niedrige Geschwindigkeit) tatsächlich
die Reibgrenze der Räder schnell erreicht ist (P=Mxw mit P:
Leistung, M: Drehmoment, w: Winkelgeschwindigkeit) und somit
tatsächlich nur wenige 100kW umgesetzt werden können, ist bei
höheren Gängen und Geschwindigkeiten ggf. erst der
Windwiderstand begrenzendes Moment.

Du meinst also, daß letzlich das Überwinden des Luftwiederstandes das Getriebe zerreißt (bei geringer Motordrehzahl aber großem Drehmoment).

Wäre eine gerinere Übersetzung eine Lösung?

Grüße
Jochen

6

Hallo Jochen,

Ja, ja, Wilhelms gibt’s wie Sand am Meer… aber wir können
und immerhin auf berühmte Vorfahren berufen… Mein Opa heißt
übrigends Friedrich! :wink:

Deiner auch? Hmh, dann sind wir ja verwandt:wink:

folgendes könnte ich mir vorstellen: Das antriebsseitige
Drehmoment ist (bei gleicher Motordrehzahl und abgerufener
Motorleistung) in allen Gangstufen identisch.

Ok.

Während im ersten Gang (niedrige Geschwindigkeit) tatsächlich
die Reibgrenze der Räder schnell erreicht ist (P=Mxw mit P:
Leistung, M: Drehmoment, w: Winkelgeschwindigkeit) und somit
tatsächlich nur wenige 100kW umgesetzt werden können, ist bei
höheren Gängen und Geschwindigkeiten ggf. erst der
Windwiderstand begrenzendes Moment.

Du meinst also, daß letzlich das Überwinden des
Luftwiederstandes das Getriebe zerreißt (bei geringer
Motordrehzahl aber großem Drehmoment).

Nicht ganz: Ich meinte, dass die 1000kW nur bei hoher Geschwindigkeit anliegen, da dort die Reibgrenze der Räder keine Rolle mehr spielt (die drehen ja sehr schnell und können wegen genannter Formel die Leistung auch auf die Straße bringen). Deswegen kann hier bis zum erreichen Leistungsgrenze des Motors (=Windwiderstandgrenze) gefahren werden.

=> maximales Moment auf der Antriebsseite im Getriebe weil an der oberen Leistungsgrenze gefahren wird!

Nebenbei: Ein großer Motor geht natürlich generell ruppiger mit dem Antriebsstrang um (Lastwechsel etc.)

Grüße
Jürgen

7

Hallo Jochen, hallo Jürgen
Ich könnte mir vorstellen, daß neben der Fahrdynamik auch die Trägheitskräfte eine große Rolle spielen. Extrembeispiel: (Was normalerweise keiner macht) Stehendes Auto, großen Gang einlegen (3. oder 4.), Motordrehzahl hochfahren und ruckartig auskuppeln! Ich glaube das übersteht auch manches Seriengetriebe nicht.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim

8

Hallo Jo,

Was hast du außer dem Antrieb noch verändert? Bleibt der Ankopplungsgrad konstant?

Herzlich,

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Hallo Jürgen,

tschuldige, daß ich nochmal nerve, aber ich stehe wohl auf dem Schlauch.

Nicht ganz: Ich meinte, dass die 1000kW nur bei hoher
Geschwindigkeit anliegen, da dort die Reibgrenze der Räder
keine Rolle mehr spielt (die drehen ja sehr schnell und können
wegen genannter Formel die Leistung auch auf die Straße
bringen). Deswegen kann hier bis zum erreichen Leistungsgrenze
des Motors (=Windwiderstandgrenze) gefahren werden.

Wenn ein Rad mit konstanter Geschwindigkeit rollt (und jetzt laß und die Luft mal weglassen), also w=const, liegt kein Drehmoment an (M=0) und die Leistung ist auch Null (P=0). So denke ich zumindest. Ist aber Luft da, muß diese verdrängt werden, also Arbeit geleistet werden. Je schneller das Auto fährt, desto mehr Arbeit muß pro Zeit verrichtet werden, also steigt die benötigte Leistung (quadratisch) mit der Geschwindigkeit. Mit der selben Kraft, die von der Luft ausgehend gegen das Auto (nach hinten) drückt, müssen doch die Reifen das Auto nach vorne drücken. Ist die benötigte Kraft größer als die Reibung, drehen die Räder durch.

Warum sollte die Reibung bei drehenden Rädern eine andere (größer) sein als bei stehenden?

=> maximales Moment auf der Antriebsseite im Getriebe weil
an der oberen Leistungsgrenze gefahren wird!

Ja, aber weil bei der größten Übersetzung gefahren wird. ??

Danke und Grüße,
Jochen

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Hallo Biggi,

Was hast du außer dem Antrieb noch verändert?

Alles, immer. Wie Wittgenstein: Alles ist Wechselwirkung. Aber minimal. Ich versuche zu beobachten und zu verstehen, nicht zu manipulieren.

Ich weiß nicht, ob bei kleiner Übersetzung und hoher Drehzahl oder umgekehrt. Und auch nicht, bei welcher Geschwindigkeit. Alles Vermutung. Nur die Frage bleibt.

Bleibt der Ankopplungsgrad konstant?

Ich glaube, ja. Mutwillig kann man ja fast alles kaputt kriegen.

Liebe Grüße,
Jochen

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Hallo Jochen,

Was hast du außer dem Antrieb noch verändert?

Alles, immer. Wie Wittgenstein: Alles ist Wechselwirkung. Aber
minimal. Ich versuche zu beobachten und zu verstehen, nicht zu
manipulieren.

„Manchmal kann man die Wahrheit nur mit einer Lüge erzählen“, sagte der Reporter, zog dem toten (serbischen) Soldaten die Uniform aus und filmte ihn als Zivilist. (aus dem Stern)

Passt nicht, ich weiß.

Ich weiß nicht, ob bei kleiner Übersetzung und hoher Drehzahl
oder umgekehrt. Und auch nicht, bei welcher Geschwindigkeit.
Alles Vermutung. Nur die Frage bleibt.

Was hast du im Einzelnen beobachtet, was ist bis jetzt Gedankenexperiment?

Bleibt der Ankopplungsgrad konstant?

Ich glaube, ja. Mutwillig kann man ja fast alles kaputt
kriegen.

Hm, ich hatte an die Hitzeentwicklung, das Einschmelzen des Ankopplungsmittels, damit an verstärkte Reibung und an Verschleiß gedacht. Manchmal ist so viel Gleichzeitiges, dass du erst später reagierst als sonst. Die meisten Grenzwächter entstehen ja empirisch.

Liebe Grüße,

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Hi Biggi,

„Manchmal kann man die Wahrheit nur mit einer Lüge erzählen“,
sagte der Reporter, zog dem toten (serbischen) Soldaten die
Uniform aus und filmte ihn als Zivilist. (aus dem Stern)

Passt nicht, ich weiß.

Paßt schon! Verständliche Lügen sind manchmal besser als unverständliche Wahrheiten. Eigentlich ist unser ganzes Weltbild eine gute Lüge über die Welt. Aber das gehört ins Philosophie-Brett.

Was hast du im Einzelnen beobachtet, was ist bis jetzt
Gedankenexperiment?

Tja, beobachtet habe ich nichts. Das ist ein Problem. Ich habe nur die Aussage des Moderators. Mein Experiment: Viele Ansätze, wenig Antworten:

  • Kleiner Gang / großer Gang
  • Geschwindigkeit halten / stark beschleunigen
  • geringe Geschwindigkeit / hohe Geschwindigkeit
    Was passiert bei allen möglichen 8 Kombinationen?

Hm, ich hatte an die Hitzeentwicklung, das Einschmelzen des
Ankopplungsmittels, damit an verstärkte Reibung und an
Verschleiß gedacht. Manchmal ist so viel Gleichzeitiges, dass
du erst später reagierst als sonst. Die meisten Grenzwächter
entstehen ja empirisch.

Guter Punkt, glaube ich aber nicht. Bei Formel1-Boliden vielleicht, weil die mit wenig Drehmoment bannig viel Leistung rausholen, und das geht nur über Drehzahlen. Die Motoren von Bugatti und dem Phaeton haben viel, viel mehr Hubraum und mithin auch Drehmoment, so daß die Drehzahlen vergleichsweise gering sein dürften.

Guten Surfactanten sollte das nichts anhaben.

Empirie würde hier sicher schnell alle Fragen beantworten - ebenso wie Literaturrecherche in den Labors von Autobauern. Ersteres scheitert an der Abstinenz des Materials (schade eigentlich), letzteres an der Verschlossenheit der industiellen Stützen.

Liebe Grüße,
Jochen

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Hallo Jochen,

tschuldige, daß ich nochmal nerve, aber ich stehe wohl auf dem
Schlauch.

nur ein bisschen:wink:

Wenn ein Rad mit konstanter Geschwindigkeit rollt (und jetzt
laß und die Luft mal weglassen), also w=const, liegt kein
Drehmoment an (M=0) und die Leistung ist auch Null (P=0). So
denke ich zumindest.

Jawoll:wink:

Ist aber Luft da, muß diese verdrängt
werden, also Arbeit geleistet werden. Je schneller das Auto
fährt, desto mehr Arbeit muß pro Zeit verrichtet werden, also
steigt die benötigte Leistung (quadratisch) mit der
Geschwindigkeit. Mit der selben Kraft, die von der Luft
ausgehend gegen das Auto (nach hinten) drückt, müssen doch die
Reifen das Auto nach vorne drücken. Ist die benötigte Kraft
größer als die Reibung, drehen die Räder durch.

Ähm, die Räder drehen weniger deswegen durch, weil der Windwiderstand zunimmt, sondern deswegen, weil die Antriebsleistung zu hoch ist. Die Räder können eine bestimmte Kraft auf die Straße übertragen (Reibkoeffizient*Normalkraft). Diese Maximalkraft ist weitgehend geschwindigkeitsunabhängig.
Daraus ergibt sich das Maximaldrehmoment (MRäder=Fxr) und damit bei langsamer Geschwindigkeit die max§=max(MRäder)*wRäder, da hier max(PRäder)

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Hi Jürgen,

deine Geduld ist vorbildlich! Meinen anerkennenden Dank!

Die Räder können eine bestimmte
Kraft auf die Straße übertragen (Reibkoeffizient*Normalkraft).

Jup.

Diese Maximalkraft ist weitgehend geschwindigkeitsunabhängig.

Jup.

Daraus ergibt sich das Maximaldrehmoment (MRäder=Fxr) und
damit bei langsamer Geschwindigkeit die
max§=max(MRäder)*wRäder, da hier max(PRäder)das verstanden, aber dann ist mir die Physik dahinter ein Rätsel.

Eine konstante Kraft bewirkt eine konstante Beschleunigung (F=m x a). Die kinetische Energie steigt aber im Quadrat zur Geschwindigkeit. Die pro Sekunde ins (gleichförmig beschleunigte) System gesteckte Arbeit muß also doch auch im Quadrat steigen, also muß auch die Leistung quadratisch zunehmen. Nach der Gleichung oben (P = F x s / t) und nach s=v/t ist der Zusammenhang von P und s und v aber linear…?

Viele dankbare Grüße,
Jochen

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Hi Jochen,

deine Geduld ist vorbildlich! Meinen anerkennenden Dank!

Vor allem bei den zu Hilfe stehenden Mitteln. Das wirkungsvollste Handwerkszeug eines Technikers ist nämlich eigentlich Papier und Bleistift, dann wären wir schon lange fertig:wink:

Daraus ergibt sich das Maximaldrehmoment (MRäder=Fxr) und
damit bei langsamer Geschwindigkeit die
max§=max(MRäder)*wRäder, da hier max(PRäder) M=500Nm => bei z.B. w=2/s => P=1kW

Du startest jetzt eigentlich mit PMotor, denn die kannst Du durch Dein Gaspedal beeinflussen:wink:

=> PMotor ist 1kW (klein anfangen)
=> ohne Verluste kann das Antriebssystem an jeder Stelle des Antriebsstrangs also maximal 1kW übertragen, denn mehr hast Du nicht zur Verfügung

d.h. z.B. Getriebeübersetzung 1:2
=> w1=2*w2; => M1=0.5*M2; da P=konst.
d.h. Wenn Dein Motor z.B. 5Nm an der Kurbelwelle produziert, erhälst Du bei dieser Übersetzung 2.5 Nm nach dem Getriebe.

Das ziehst Du jetzt durch bis zu Deinem Rad und Du erhälst beim Rad bei einer gegebenen Geschwindigkeit die übertragene Kraft aus der Leistungsvorgabe.

Wenn diese Kraft jetzt größer als die maximal übertragbare ist=> geht nicht, die Räder drehen durch
=> Jetzt gehts andersherum, da Du jetzt weißt, dass Dein Motor mehr Leistung erzeugt, als Dein Fahrzeug auf die Straße bringt: Du startest auf der Straße, rechnest dort die maximal übertragbare Leistung aus und rechnest zurück bis zum Motor. Nichts anderes machst Du intuitiv, wenn Du beim „sportlichen“ anfahren Gas wegnimmst…

Und nun: Bei niedrigen Geschwindigkeiten (also wRad klein) ist schnell die Leistungsgrenze des Rades erreicht, schneller zumindest, als die des Motors. Bei hohen Geschwindigkeiten ist die Winkelgeschwindigkeit des Rades so hoch, dass selbst bei hoher Antriebsleistung nur noch lächerliche Kraftwerte herauskommen…

Und erst, wenn Du die Kraft am Rad hast, dann kannst Du meinetwegen anfangen, über F=m*a und FW=cw*A die Beschleunigung auszurechnen:wink:

duldsame Grüße (Ich geh jetzt aber heim:wink:)
Jürgen

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Hallo,

im ersten Gang drehen die Räder durch, evtl auch im zweiten.
Wenn ein Auto im 6. Gang (ohne Vmax-Begrenzung) auf sagen wir 300 km/h übersetzt ist, dann versuch mal im 6. Gang die Räder zum durchdrehen zu bringen. Die Kräfte die dann auf die kleinen Zahnrädchen im Getriebe wirken sind ziemlich gigantisch.

Gruß
Tilo

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Simulation
Hi Jo,

Meine Ansätze:

  • Kleiner Gang / großer Gang
  • Geschwindigkeit halten / stark beschleunigen
  • geringe Geschwindigkeit / hohe Geschwindigkeit
    Was passiert bei allen möglichen 8 Kombinationen?

Drehmoment

Empirie würde hier sicher schnell alle Fragen beantworten -
ebenso wie Literaturrecherche in den Labors von Autobauern.
Ersteres scheitert an der Abstinenz des Materials (schade
eigentlich), letzteres an der Verschlossenheit der
industiellen Stützen.

fördermittelanträge machen arbeit. auch drittmittelverträge. welche ausrüstung müsste dein prüfstand denn haben und was davon habt ihr oder andere fakultäten davon schon leihweise im haus? wer ist der direkte nutznießer der messung? in welchen vorlesungszyklus willst du die thesen einbinden?

Liebe Grüße,

18

Hallo Biggi,

fördermittelanträge machen arbeit. auch drittmittelverträge.
welche ausrüstung müsste dein prüfstand denn haben und was
davon habt ihr oder andere fakultäten davon schon leihweise im
haus? wer ist der direkte nutznießer der messung? in welchen
vorlesungszyklus willst du die thesen einbinden?

Einen Taschenrechner habe ich schon. Papier und Bleistift sollten irgendwo aufzutreiben sein. Der Rest ist doch Kleinkram…

Wie wär’s mit einem neuen Fach: Hochenergiemechanik ? Vielleicht auch erstmal Theoretische Hochenergiemechanik, bis die Assistellen besetzt sind.

However, ich glaube, das schweift zu weit von meiner ursprünglichen Frage ab, die ja von Jürgen gut beantwortet wurde.

CU
Jochen

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Hallo,
irgenwie passt das Thema zu meiner Massenträgheits Frage.
Bei dem zermalmten Getriebe sehe ich das so, dass es dem Arbeitsvermögen des Motors nicht angepasst ist. Vielleicht ist es aber auch nur ein Werbegag, um mit der hohen Leistung zu protzen.
Ich kann mir vorstelen, dass es verschiedene Arbeitsbereiche gibt bei denen die Leistungsübertragung zum Problem wird.
Einmal beim Anfahren dh kleinster Gang - größtes Moment, da kommt das Motormoment und die Rotationsmasse zusammen und wird gegen das Reibmoment des Rades und dessen Massenträgheit abgebremst, da können denke ich alle Teile im Antreibsstrang brechen.
Dann die schiere Kraft dh Moment des Motors welches Schwachteile zerstört.
Und dann noch bei höheren Drehzahlen, wenn die spezifische Leistung zu groß wird und die Zahnräder durch starke Reibung und Überhitzung ausfallen.
Bei den modernen Autos sind meines wissens aber im Motormanagement entsprechende Motormomentkennlinien mit entsprechneden Begrenzugen der Leistung dh Eingriffe in max Drehzahl und Zündvorgänge vorgesehen damit keine schäden am Antriebsstrang einschließlich Getriebe entstehen.
Die Frage der Grenzen für die Radreibung ist sicher ein wesentlicher Faktor für die Haltbarkeit und das passt dann wieder zu meinem Thema.

Jetzt ist der Beitrag aber zu lang geworden,

sorry KD

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Hallo Jo,

fördermittelanträge machen arbeit. auch drittmittelverträge.
welche ausrüstung müsste dein prüfstand denn haben und was
davon habt ihr oder andere fakultäten davon schon leihweise im
haus? wer ist der direkte nutznießer der messung? in welchen
vorlesungszyklus willst du die thesen einbinden?

Einen Taschenrechner habe ich schon.

Papier

Ortsamts-Knöllchen sind preiswert, behauptet [email protected]

und Bleistift

IKEA?

sollten irgendwo aufzutreiben sein. Der Rest ist doch
Kleinkram…

exakt.

Wie wär’s mit einem neuen Fach: Hochenergiemechanik ?

Dexter EM würde dazu sagen…
http://www.assoziations-blaster.de/a-blast.plx?begr=…

Vielleicht auch erstmal Theoretische Hochenergiemechanik, bis
die Assistellen besetzt sind.

Göttliche Netze,

However, ich glaube, das schweift zu weit von meiner
ursprünglichen Frage ab, die ja von Jürgen gut beantwortet
wurde.

jaja, die zukunft im einzelnen… bei mir beginnt schon wieder die instabile angina pectoris oder wieauchimmer sich das teil hinterm brustbein nennt, das auf liebeskummer reagiert.

CU