K3-VET
Mazda-Forum User
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Hallo,
da hier immer wieder Diskussionen Diesel gegen Benziner stattfinden, will ich hier mal ein paar Dinge erläutern. Hier sollen Fragen wie: „Was ist Drehmoment“ und „Was ist Leistung“ geklärt werden.
Grundsätzlich wirkt durch den Kolben, der durch die Zündung nach unten bewegt wird, eine Kraft. Da diese Kraft über die Hubzapfen auf die Kurbelwelle übertragen wird, und die Kurbelwelle in Drehbewegung versetzt, entsteht ein Drehmoment M.
Drehmoment = Kraft * Hebelarm
[Nm] = [N] * [m]
Dieses Drehmoment wird aus dem Motor heraus, über den Antriebsstrang des Autos, bis hin zu den Rädern geleitet. Dort wird schließlich aus dem Drehmoment durch Übertragung auf die Straße wieder eine Kraft draus. Diese Kraft wird zur Beschleunigung genutzt.
Jeder Motor hat zu jeder Drehzahl ein bestimmtes maximales Drehmoment M, das er „erzeugen“ kann. Multipliziert man nun dieses Drehmoment mit der zugehörigen Drehzahl f, erhält man die Leistung P – dazu braucht man aber noch 2 * Pi
P = 2* Pi * M * f
[W] = [Nm] * [s^-1]
Hierbei ist zu beachten, dass die Einheiten hier „Watt“ und „pro Sekunde“ sind. Um das nun in PS und „pro Minute“ umzurechnen, kann man einfach alle Konstanten zusammenrechnen und wie folgt rechnen:
P = M * f / 7023,5
[PS] = [Nm] * [min^-1]
Die 7023,5 ergibt sich wie folgt:
2 * Pi = 6,28
Min^-1 umgerechnet in s^-1 => durch 60
Das entstehende Watt => durch 1000 => kW
Das entstehende kW => durch 0,7355 => PS
Macht zusammen: 6,28 / 60 / 1000 / 0,7355 = 0,000142 = (1/7023,5)
Zumindest, wenn man nicht mit 6,28 rechnet, sondern mit 2 * Pi = 6,2831853071796.
Daraus ergibt sich eben diese Formel:
PS = Nm * f / 7023,5
Ist zwar mathematisch nicht ganz korrekt geschrieben, macht aber nix. Versteht trotzdem (oder gerade deshalb) jeder.
Für eine hohe Leistung kann man also nun entweder eine hohe mögliche Drehzahl haben, oder eben ein hohes mögliches Drehmoment. Und genau jetzt sind wir beim Unterschied zwischen Benzin- und Diesel-Motoren. Benzinmotoren drehen i. A. höher, Dieselmotoren haben i. A. ein höheres Drehmoment. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit eines Motors ist also in erster Linie die Leistung – deshalb auch der Name: Leistungsfähigkeit .
Es geht ja auch keiner zum Autohändler und sagt, er wolle ein Auto mit 250 Nm. Vielmehr wird er sagen, ich will ein Auto mit 110 PS.
Warum ist jetzt aber das Drehmoment trotzdem wichtig?
Ein Auto braucht zum konstanten Fahren eine gewisse Leistung – einfach nur, um nicht langsamer zu werden. Schließlich müssen Luft-, Roll- und innere Widerstände überwunden werden. Um doppelt so schnell zu fahren, benötigt man 8-mal so viel Leistung. Im folgenden Diagramm habe ich den Zusammenhang dargestellt (rote Linie).
Die gebotene Leistung zweier imaginärer Autos ist hier blau und grün gestrichelt dargestellt. Hier angenommen, zwei Autos mit je 120 PS. Diese blauen und grünen Linien gelten nur für einen einzigen Gang – nämlich den Gang, in dem Höchstgeschwindigkeit erreicht wird.
In diesem Diagramm habe ich von der Drehzahl abstrahiert und alles auf die Geschwindigkeit umgerechnet.
Gestrichelte Linien sind Leistungen:
Durchgezogene Linien sind Drehmomente.
rot: die benötigte für eine Geschwindigkeit
blau: ein Dieselmotor
grün: ein Benzinmotor
Ein Auto kann nun genau den Leistungsunterschied rot – blau/grün beschleunigen. Genau die Differenz steht quasi ungenutzt da, und kann zum Beschleunigen genutzt werden.
Da in einem Gang die Drehzahl von der Geschwindigkeit abhängig ist, ist die zur Verfügung stehende Leistung vom Drehmoment (an der jeweiligen Drehzahl) abhängig.
Ein Dieselmotor stellt sein max. Drehmoment relativ zeitig (in Relation zur maximalen Drehzahl) zur Verfügung. Ein Benzinmotor stellt das maximale Drehmoment in der Regel später zur Verfügung.
Wenn ich hier von maximaler Drehzahl spreche, dann meine ich die Drehzahl, bei der höchste Leistung erreicht wird. In der Regel drehen Motoren noch ein paar Umdrehungen weiter. Diese zusätzlichen Umdrehungen bringen aber in dem im Diagramm dargestellten Gang nichts. Sie sind nur in unteren Gängen sinnvoll, sodass man die Gänge weiter ausdrehen kann.
Hier mal ein Beispiel
Mazda 6 1,8: 120 PS @ 5500 /min; 165 Nm @ 4300 /min (grün)
Mazda 6 2,0 CD: 121 PS @ 3500 /min; 320 Nm @ 2000 /min (blau)
Die Linien im Diagramm entsprechen nicht exakt den Motoren, sind aber als Anhalt gut geeignet.
In Relation zur max. Drehzahl sieht es so aus:
4300 / 5500 = 0,78 = 78 %
2000 / 3500 = 0,57 = 57 %
Der oben genannte Benzinmotor hat sein maximales Drehmoment also erst bei 78 % der max. Drehzahl, der oben genannte Dieselmotor hat sein max. Drehmoment schon bei 57 % der max. Drehzahl.
Auf dem Diagramm gut zu sehen, dass ein Dieselmotor ab 90 km/h ständig mehr Leistung hat, als der Benziner (gestrichelte Linien). Letztendlich kommen beide auf (annähernd) die gleiche Leistung von 120 bzw. 121 PS.
Unterhalb von 90 km/h kommt der Diesel nicht ausm Knick, weil der Turbolader noch nicht ordentlich mitläuft. Da ist mein Benziner durchaus im Vorteil.
da hier immer wieder Diskussionen Diesel gegen Benziner stattfinden, will ich hier mal ein paar Dinge erläutern. Hier sollen Fragen wie: „Was ist Drehmoment“ und „Was ist Leistung“ geklärt werden.
Grundsätzlich wirkt durch den Kolben, der durch die Zündung nach unten bewegt wird, eine Kraft. Da diese Kraft über die Hubzapfen auf die Kurbelwelle übertragen wird, und die Kurbelwelle in Drehbewegung versetzt, entsteht ein Drehmoment M.
Drehmoment = Kraft * Hebelarm
[Nm] = [N] * [m]
Dieses Drehmoment wird aus dem Motor heraus, über den Antriebsstrang des Autos, bis hin zu den Rädern geleitet. Dort wird schließlich aus dem Drehmoment durch Übertragung auf die Straße wieder eine Kraft draus. Diese Kraft wird zur Beschleunigung genutzt.
Jeder Motor hat zu jeder Drehzahl ein bestimmtes maximales Drehmoment M, das er „erzeugen“ kann. Multipliziert man nun dieses Drehmoment mit der zugehörigen Drehzahl f, erhält man die Leistung P – dazu braucht man aber noch 2 * Pi
P = 2* Pi * M * f
[W] = [Nm] * [s^-1]
Hierbei ist zu beachten, dass die Einheiten hier „Watt“ und „pro Sekunde“ sind. Um das nun in PS und „pro Minute“ umzurechnen, kann man einfach alle Konstanten zusammenrechnen und wie folgt rechnen:
P = M * f / 7023,5
[PS] = [Nm] * [min^-1]
Die 7023,5 ergibt sich wie folgt:
2 * Pi = 6,28
Min^-1 umgerechnet in s^-1 => durch 60
Das entstehende Watt => durch 1000 => kW
Das entstehende kW => durch 0,7355 => PS
Macht zusammen: 6,28 / 60 / 1000 / 0,7355 = 0,000142 = (1/7023,5)
Zumindest, wenn man nicht mit 6,28 rechnet, sondern mit 2 * Pi = 6,2831853071796.
Daraus ergibt sich eben diese Formel:
PS = Nm * f / 7023,5
Ist zwar mathematisch nicht ganz korrekt geschrieben, macht aber nix. Versteht trotzdem (oder gerade deshalb) jeder.
Für eine hohe Leistung kann man also nun entweder eine hohe mögliche Drehzahl haben, oder eben ein hohes mögliches Drehmoment. Und genau jetzt sind wir beim Unterschied zwischen Benzin- und Diesel-Motoren. Benzinmotoren drehen i. A. höher, Dieselmotoren haben i. A. ein höheres Drehmoment. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit eines Motors ist also in erster Linie die Leistung – deshalb auch der Name: Leistungsfähigkeit .
Es geht ja auch keiner zum Autohändler und sagt, er wolle ein Auto mit 250 Nm. Vielmehr wird er sagen, ich will ein Auto mit 110 PS.
Warum ist jetzt aber das Drehmoment trotzdem wichtig?
Ein Auto braucht zum konstanten Fahren eine gewisse Leistung – einfach nur, um nicht langsamer zu werden. Schließlich müssen Luft-, Roll- und innere Widerstände überwunden werden. Um doppelt so schnell zu fahren, benötigt man 8-mal so viel Leistung. Im folgenden Diagramm habe ich den Zusammenhang dargestellt (rote Linie).
Die gebotene Leistung zweier imaginärer Autos ist hier blau und grün gestrichelt dargestellt. Hier angenommen, zwei Autos mit je 120 PS. Diese blauen und grünen Linien gelten nur für einen einzigen Gang – nämlich den Gang, in dem Höchstgeschwindigkeit erreicht wird.
In diesem Diagramm habe ich von der Drehzahl abstrahiert und alles auf die Geschwindigkeit umgerechnet.
Gestrichelte Linien sind Leistungen:
Durchgezogene Linien sind Drehmomente.
rot: die benötigte für eine Geschwindigkeit
blau: ein Dieselmotor
grün: ein Benzinmotor
Ein Auto kann nun genau den Leistungsunterschied rot – blau/grün beschleunigen. Genau die Differenz steht quasi ungenutzt da, und kann zum Beschleunigen genutzt werden.
Da in einem Gang die Drehzahl von der Geschwindigkeit abhängig ist, ist die zur Verfügung stehende Leistung vom Drehmoment (an der jeweiligen Drehzahl) abhängig.
Ein Dieselmotor stellt sein max. Drehmoment relativ zeitig (in Relation zur maximalen Drehzahl) zur Verfügung. Ein Benzinmotor stellt das maximale Drehmoment in der Regel später zur Verfügung.
Wenn ich hier von maximaler Drehzahl spreche, dann meine ich die Drehzahl, bei der höchste Leistung erreicht wird. In der Regel drehen Motoren noch ein paar Umdrehungen weiter. Diese zusätzlichen Umdrehungen bringen aber in dem im Diagramm dargestellten Gang nichts. Sie sind nur in unteren Gängen sinnvoll, sodass man die Gänge weiter ausdrehen kann.
Hier mal ein Beispiel
Mazda 6 1,8: 120 PS @ 5500 /min; 165 Nm @ 4300 /min (grün)
Mazda 6 2,0 CD: 121 PS @ 3500 /min; 320 Nm @ 2000 /min (blau)
Die Linien im Diagramm entsprechen nicht exakt den Motoren, sind aber als Anhalt gut geeignet.
In Relation zur max. Drehzahl sieht es so aus:
4300 / 5500 = 0,78 = 78 %
2000 / 3500 = 0,57 = 57 %
Der oben genannte Benzinmotor hat sein maximales Drehmoment also erst bei 78 % der max. Drehzahl, der oben genannte Dieselmotor hat sein max. Drehmoment schon bei 57 % der max. Drehzahl.
Auf dem Diagramm gut zu sehen, dass ein Dieselmotor ab 90 km/h ständig mehr Leistung hat, als der Benziner (gestrichelte Linien). Letztendlich kommen beide auf (annähernd) die gleiche Leistung von 120 bzw. 121 PS.
Unterhalb von 90 km/h kommt der Diesel nicht ausm Knick, weil der Turbolader noch nicht ordentlich mitläuft. Da ist mein Benziner durchaus im Vorteil.
