Berechnung der Kraft eines Autos beim Anfahren

[Patrick Daßler]

Hallo,
ich habe eine Frage zur Berechnung der Kraft eines Autos beim Anfahren.

Mein Auto (Ford Mondeo, Diesel, Bj. 1998) wird bei der Berechnung als
Beispiel verwendet.

Leistung 66000*Watt
bei Umdrehungen 4500 /min= 75*1/s
Winkelgeschwindigkeit= 2*pi*Umdrehungen

Macht ein Drehmoment von 66000Watt / (2*pi*75*1/s)=140Nm.

Kann ich für den ersten Gang als Getriebeübersetzung n=5 wählen??
Stimmt die Größenordnung ungefähr?

Damit würde ich ein Moment an den Rädern von:
140Nm*5 = 700Nm erhalten.

Geh ich von einem Hebelarm (Radius der Reifen): r=30cm (größenordnungsmäßig)

bekomme ich mit Kraft=Drehmoment/Radius= 700Nm/0,3m= 2333N raus.

Ist das ein realistischer Wert? Denn das entspricht einem Gewicht von
ungefähr
240kg, was 4Männer stemmen können, aber es können doch vier Männer
mein Auto nicht festhalten, wenn ich losfahre?????

Viel Spaß beim Knobeln
Danke für die Hilfe

[Hans-Christian Grosz]

Post by Patrick Daßler
bei Umdrehungen 4500 /min= 75*1/s
Macht ein Drehmoment von 66000Watt / (2*pi*75*1/s)=140Nm.
Kann ich für den ersten Gang als Getriebeübersetzung n=5 wählen??
Stimmt die Größenordnung ungefähr?

Rechne selbst... bei 4500 U/min und Reifenradius 30 cm fährst Du bei
Übersetzung n=5 mit ca. 100 km/h.

Nettes Auto :)
Mit meinem bin ich da eher mit dem 4ten unterwegs.

Post by Patrick Daßler
bekomme ich mit Kraft=Drehmoment/Radius= 700Nm/0,3m= 2333N raus.
Ist das ein realistischer Wert?

Für 100 km/h? Ja.

Der Luftwiderstand liegt je nach Auto wohl bei ca. 200-250N, dazu
kommt noch die Reibungen v.a. bei den Reifen, d.h. viel Reserve zum
Beschleunigen gibts nicht mehr, falls er überhaupt noch was hergibt.

siehe auch
http://de.wikipedia.org/wiki/Str%C3%B6mungswiderstandskoeffizient

Post by Patrick Daßler
240kg, was 4Männer stemmen können, aber es können doch vier Männer
mein Auto nicht festhalten, wenn ich losfahre?????

Beim Losfahren ist alles anders. Die Drehmomentkurve ist
drehzahlabhängig, d.h. beim Wegfahren viel schwächer. Da is es i.A.
vorbei mit berechnen...

HC

[Patrick Daßler]

Hi,

ich glaube Sie haben das Problem nicht verstanden.

Der Luftwiderstand ist null, da ich beim Anfahren keine Geschwindigkeit
habe.

Also wenn ich an mein Auto ein Kraftmesser hinten dranhänge, sodass es nicht
losfahren kann und auf 4500U/min Gas gebe, dann hat mein Auto 66kW.

Welche Kraft zeigt dann der Kraftmesser an??

[Hans-Christian Grosz]

Post by Patrick Daßler
ich glaube Sie haben das Problem nicht verstanden.

Vielleicht Du - wir sind hier per Du im Usenet - meine Antwort auch
nicht so ganz? :)

Post by Patrick Daßler
Also wenn ich an mein Auto ein Kraftmesser hinten dranhänge, sodass es nicht
losfahren kann und auf 4500U/min Gas gebe, dann hat mein Auto 66kW.
Welche Kraft zeigt dann der Kraftmesser an??

Wenn Dein Auto ca. 1t wiegt und die Haftreibung bei 1,0 liegt, dann
würde der Kraftmesser wohl ca. 10 kN anzeigen. Eventuell könntest Du
es aber wegen der Rauchentwicklung nicht ablesen :)

HC

[Michael]

On Fri, 23 Mar 2007 17:53:14 +0100, Hans-Christian Grosz

Post by Hans-Christian Grosz

Post by Patrick Daßler
ich glaube Sie haben das Problem nicht verstanden.

Vielleicht Du - wir sind hier per Du im Usenet - meine Antwort auch
nicht so ganz? :)

Post by Patrick Daßler
Also wenn ich an mein Auto ein Kraftmesser hinten dranhänge, sodass es nicht
losfahren kann und auf 4500U/min Gas gebe, dann hat mein Auto 66kW.
Welche Kraft zeigt dann der Kraftmesser an??

Wenn Dein Auto ca. 1t wiegt und die Haftreibung bei 1,0 liegt, dann
würde der Kraftmesser wohl ca. 10 kN anzeigen. Eventuell könntest Du
es aber wegen der Rauchentwicklung nicht ablesen :)
HC

...

Die Reibungszahl der Haftreibung bei Autoreifen ist > 1, bei
Rennreifen sogar > 2, weil bei der Kombination Gummi/Asphalt eine
Verzahnung der Materialen zu betrachten ist.

Aber der Ansatz zu Bestimmung der Kraft an den Reifen über die
Beschleunigung ist wohl der einfachere Weg.

[Ralf Pfeifer]

Post by Michael
On Fri, 23 Mar 2007 17:53:14 +0100, Hans-Christian Grosz

Post by Hans-Christian Grosz

Post by Patrick Daßler
ich glaube Sie haben das Problem nicht verstanden.

Vielleicht Du - wir sind hier per Du im Usenet - meine Antwort auch
nicht so ganz? :)

Post by Patrick Daßler
Also wenn ich an mein Auto ein Kraftmesser hinten dranhänge, sodass es nicht
losfahren kann und auf 4500U/min Gas gebe, dann hat mein Auto 66kW.
Welche Kraft zeigt dann der Kraftmesser an??

Wenn Dein Auto ca. 1t wiegt und die Haftreibung bei 1,0 liegt, dann
würde der Kraftmesser wohl ca. 10 kN anzeigen. Eventuell könntest Du
es aber wegen der Rauchentwicklung nicht ablesen :)
HC

Die Reibungszahl der Haftreibung bei Autoreifen ist > 1, bei
Rennreifen sogar > 2, weil bei der Kombination Gummi/Asphalt eine
Verzahnung der Materialen zu betrachten ist.

...

Hast Du dafür Quellen?

µ=1,1 ist inzwischen eine übliche Rechengröße bei Serien-Pkw, aber
2 scheint mir doch ein wenig extrem.


Gruß, Ralf

[Michael]

On Fri, 23 Mar 2007 22:49:24 +0100, Ralf Pfeifer

Post by Ralf Pfeifer
µ=1,1 ist inzwischen eine übliche Rechengröße bei Serien-Pkw, aber
2 scheint mir doch ein wenig extrem.

Überschlage mal:

F=m*a, wobei F hier Fn= µ*m*g ist.

Die Masse kürzt sich raus und es gilt dann

a = µ g

Für Formel 1 Rennwagen wird eine Verzögerung von max. 5 g angegeben:

http://www.pantarhei.tu-cottbus.de/Vortraege_Inno/K_Hofmann_Krupp1.pdf


Dann muss für den Bremsvorgang µ = 5 gelten, unter der Voraussetzung,
dass Haftreibung gilt und der Formel 1 Wagen nicht durch
aerodynamische Kräfte auf den Boden gedrückt wird, also Fn= m*g gilt.


Bei einer angenommenen linearen Beschleunigung von 0 auf 100 km/h
in 2,5 s, d.h. a= 10,8 m/(s^2) (Quelle: s. Link oben) wäre dann:

µ= a/g = 1,1

bei linearer Beschleunigung.

Tatsächlich muss µ deutlich grösser sein, weil die Beschleunigung
nicht linear verläuft.

[Andreas Oehler]

Bei welchen Randbedingengen?

Serien-Pkw erreichen nicht mal 1g maximale Bremsverzögerung.

Andreas

[Michael]

On Sat, 24 Mar 2007 19:57:50 +0100, Andreas Oehler

Post by Andreas Oehler
Bei welchen Randbedingengen?

Fundstelle:
http://www.pantarhei.tu-cottbus.de/Vortraege_Inno/K_Hofmann_Krupp1.pdf

Post by Andreas Oehler
Serien-Pkw erreichen nicht mal 1g maximale Bremsverzögerung.

s.o. Fundstelle, der geht von 0,9 g beim Serienfahrzeug aus.

Es gilt ja auch normalerweise: a =< µ*g

Wenn µ = 1,1 bei Haftreibung, dann kommste eben nicht auf grössere
Verzögerungen als 1,1 g. Aber auch mit ABS wechselt es zwischen
Haft- und Gleitreibung, so dass der ideale Wert nicht erreicht wird.

[Ralf Pfeifer]

Post by Michael
On Fri, 23 Mar 2007 22:49:24 +0100, Ralf Pfeifer
F=m*a, wobei F hier Fn= µ*m*g ist.
Die Masse kürzt sich raus und es gilt dann
a = µ g

Soweit klar.

Post by Michael
http://www.pantarhei.tu-cottbus.de/Vortraege_Inno/K_Hofmann_Krupp1.pdf
Dann muss für den Bremsvorgang µ = 5 gelten, unter der Voraussetzung,
dass Haftreibung gilt und der Formel 1 Wagen nicht durch
aerodynamische Kräfte auf den Boden gedrückt wird, also Fn= m*g gilt.

Genau das halte ich für unwahrscheinlich. Nehmen wir mal µ=1 bei langsamer
Fahrt an. Um µ=5 zu erhalten, die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft
in vertikaler Richtung ist 1 g, bei µ=1 läßt sich also eine maximale
Bremskraft von 1 g realisieren, das entspricht Deiner Gleichung oben.

Jetzt müssen weitere 4 g irgendwo herkommen. Und das dürfte die Aerodynamik
machen. Meine Vermutung: Deine Rennreifen schaffen warm auf trockenem
Asphalt vielleicht µ=1,3 oder bestenfalls µ=1,5. Den Rest macht die
Aerodynamik und 5g Verzögerung sind nur bei hohen Geschwindigkeiten zu
erzielen, solange der aerodynamische Abtrieb am Fahrzeug entsprechend hoch ist.

Post by Michael
Bei einer angenommenen linearen Beschleunigung von 0 auf 100 km/h
µ= a/g = 1,1
bei linearer Beschleunigung.
Tatsächlich muss µ deutlich grösser sein, weil die Beschleunigung
nicht linear verläuft.

Die Rechnung klingt für mich viel besser und ich stimme Deiner Einschätzung
zu, dass µ aus den von Dir genannten Gründen etwas höher sein muss.
Allerdings wird die Kunst beim Beschleunigen im unteren
Geschwindigkeitsbereich (=wenig Aerodynamik) sein, ständig so nahe wie
möglich an der Haftungsgrenze zu fahren um eben maximal zu beschleunigen.

Starke Schwankungen und damit eine schlechte Nutzung der Haftungsbedingungen
würde den Fahrer zurückwerfen. Daher erscheint es mir wahrscheinlich, dass
das tatsächliche µ bei 1,3...1,5 liegt.


Gruß, Ralf.

[Johannes Kerstiens]

Post by Patrick Daßler
Also wenn ich an mein Auto ein Kraftmesser hinten dranhänge, sodass es nicht
losfahren kann und auf 4500U/min Gas gebe, dann hat mein Auto 66kW.

Das kann man so nicht sagen. 4500 rpm im Leerlauf ergeben z.B. keine 66 kW
- die für den Vortrieb verwendete Nutzleistung ist dann eher 0 kW.

Mal angenommen, Du bringst den Motor unter Volllast im Stand auf 4500 rpm
(meintest Du das?), dann wäre zu überlegen, welche Leistung in der Kupplung
und ggf. an durchdrehenden Rädern in Wärme verwandelt wird. Diese steht
nicht als Drehmoment zur Verfügung.

Wenn Du grob überschlagen willst, welche durchschnittliche Kraft während
des Anfahrens auf die Straße gebracht wird, kannst Du evtl. anhand der
Beschleunigungszeit von 0 auf 100 km/h die durchschnittliche Beschleunigung
und mit der Fahrzeugmasse dann eine Kraft ermitteln.

Oder Du guckst Dir anhand des Reibwerts Gummi - Asphalt die maximal
übertragbare Kraft an, vorausgesetzt, die Leistung Deines KFZs reicht für
Traktionsprobleme.

Gruß
Johannes

[Roland Damm]

Moin,

Post by Johannes Kerstiens

Post by Patrick Daßler
Also wenn ich an mein Auto ein Kraftmesser hinten dranhänge, sodass
es nicht losfahren kann und auf 4500U/min Gas gebe, dann hat mein
Auto 66kW.

Das kann man so nicht sagen. 4500 rpm im Leerlauf ergeben z.B. keine
66 kW - die für den Vortrieb verwendete Nutzleistung ist dann eher 0
kW.
Mal angenommen, Du bringst den Motor unter Volllast im Stand auf
4500 rpm (meintest Du das?),

Schrieb er doch.

Post by Johannes Kerstiens
dann wäre zu überlegen, welche Leistung
in der Kupplung und ggf. an durchdrehenden Rädern in Wärme
verwandelt wird. Diese steht nicht als Drehmoment zur Verfügung.

Hups? Eine Kupplung wie die im Auto hat die Eigenart, an beiden Wellen
(Eingang und Ausgang) stets das gleiche Drehmoment zu haben. Nur die
Drehzahl mag unterschiedlich sein. Aber in der Frage war ja auch
nirgendwo von Antriebsleistung sondern immer nur von Drehmoment die
Rede.

Post by Johannes Kerstiens
Wenn Du grob überschlagen willst, welche durchschnittliche Kraft
während des Anfahrens auf die Straße gebracht wird, kannst Du evtl.
anhand der Beschleunigungszeit von 0 auf 100 km/h die
durchschnittliche Beschleunigung und mit der Fahrzeugmasse dann eine
Kraft ermitteln.

Kann man auch. Dann hat man aber als Unbekannte das Trägheitsmoment
vom Motor.

CU Rollo

[Johannes Kerstiens]

Post by Roland Damm
Kann man auch. Dann hat man aber als Unbekannte das Trägheitsmoment
vom Motor.

Ist mMn vernachlässigbar, zumal zwischendurch ja auch geschaltet wird.

Gruß
Johannes

[Roland Damm]

Moin,

Post by Johannes Kerstiens

Post by Roland Damm
Kann man auch. Dann hat man aber als Unbekannte das Trägheitsmoment
vom Motor.

Ist mMn vernachlässigbar, zumal zwischendurch ja auch geschaltet wird.

Ich hatte mal 'ne Gummikuh (BMW-R45, Motorrad), dann hatte man den
Eindruck, dass rund die halbe Fahrzeugmasse in der Schwungmasse des
Motors sitzt. Dieses Fahrzeug hatte dementsprechend im 2. Gang fast
die selbe Beschleunigung wie im 1. :-)

Und wenn ich mit Papas Opel (jetzt Signum, früher Omega) so rumfahre,
dann habe ich den Eindurck, dass die da auch nicht gerade an
Schwungmasse gespart haben.

CU Rollo

[Johannes Kerstiens]

Post by Roland Damm
Ich hatte mal 'ne Gummikuh (BMW-R45, Motorrad), dann hatte man den
Eindruck, dass rund die halbe Fahrzeugmasse in der Schwungmasse des
Motors sitzt.

Naja, ich denke, dass auch bei dieser Maschine ein Tritt aufs Gas den Motor
_wesentlich_ schneller bei Leerlauf als eingekuppelt in den oberen
Drehzahlbereich katapultiert hat.

Gruß
Johannes

[Roland Damm]

Moin,

Post by Johannes Kerstiens

Post by Roland Damm
Ich hatte mal 'ne Gummikuh (BMW-R45, Motorrad), dann hatte man den
Eindruck, dass rund die halbe Fahrzeugmasse in der Schwungmasse des
Motors sitzt.

Naja, ich denke, dass auch bei dieser Maschine ein Tritt aufs Gas
den Motor _wesentlich_ schneller bei Leerlauf als eingekuppelt in
den oberen Drehzahlbereich katapultiert hat.

Natürlich schneller, aber wesentlich? So rund eine Sekunde hat es
gedauert von Standgasdrehzahl auf 6000U/min. Vorallem die Zeit von
1000 auf 2000U/min hat lange gedauert, klar eigentlich.

CU Rollo

[Johannes Kerstiens]

Post by Roland Damm
Natürlich schneller, aber wesentlich?

Nein, so extrem wesentlich nicht, das stimmt schon. Ich sollte nach einem
harten Abend keine Postings mehr absetzen, dann hätte ich auch mehr
beachtet, dass Du von einem Motorrad sprichst.

Aber wie gesagt, wenn während des Beschleunigungsvorgangs geschaltet wird,
macht sich das Trägheitsmoment ja wieder positiv bemerkbar.

Gruß
Johannes

[Axel Berger]

Du bringst den Motor unter Volllast im Stand auf 4500 rpm (meintest Du
das?), dann wäre zu überlegen, welche Leistung in der Kupplung und ggf.
an durchdrehenden Rädern in Wärme verwandelt wird. Diese steht nicht als
Drehmoment zur Verfügung.

Doch. Das Drehmoment leistet keine Arbeit wenn sich nichts dreht, und
genau das ist "beim Anfahren" der Fall. Also Leistung in die Kupplung,
Moment auf die Straße und Gestank in die Nase.

[Roland Damm]

Moin,

Post by Patrick Daßler
Kann ich für den ersten Gang als Getriebeübersetzung n=5 wählen??
Stimmt die Größenordnung ungefähr?

Das sollte in der Bedienungsanleitung drin stehen. Aber beachten, das
Differentialgetriebe hat auch noch mal eine Übersetzung.

Post by Patrick Daßler
140Nm*5 = 700Nm erhalten.
Geh ich von einem Hebelarm (Radius der Reifen): r=30cm
(größenordnungsmäßig)
bekomme ich mit Kraft=Drehmoment/Radius= 700Nm/0,3m= 2333N raus.
Ist das ein realistischer Wert? Denn das entspricht einem Gewicht
von ungefähr
240kg, was 4Männer stemmen können, aber es können doch vier Männer
mein Auto nicht festhalten, wenn ich losfahre?????

Mal in den einschlägigen Fernsehsendungen gesehen, wenn sich
Golf-GTI-Fahrer treffen und ihre Autos zeigen? Da gibts auch manchmal
diese Übung, bei der 4 Leute das Auto festhalten während der Fahrer
die Reifen durchdrehen lässt bis das Gummi weg ist. Es geht also.

Das unrealistische an deiner Annahme ist das Drehmoment. Dieses Moment
bringt der Motor nur bei der genannten hohen Drehzahl. Die von dir
berechnete Kraft kann der Motor tatsächlich aufbringen, wenn du mit
Vollgas bei bei der entsprechenden Drehzahl einkuppelst. Meistens
traut man sich das noch nicht mal dann, wenn man es absichtlich vor
hat. Denn Gas durchtreten im ausgekoppelten Zustand macht man nicht
so gerne. Für die Werte dieser Rechnung müsste man das aber. Und dann
einkuppeln. Klar würden dann die Reifen durchdrehen. Denn an
Antriebskraft bringt das Auto nur rund so viel auf die Straße, wie
das Gewicht auf der angetriebenen Achse mal 0,1
(Haftreibungskoeffizient). Die von dir ausgerechnete Kraft kann das
Auto also nur dann auf die Straße bringen, wenn auf der Vorderachse
2,4t liegen. Was wohl nicht der Fall ist.

Ach ja, ich schätze, die Getriebeübersetzung im 1. Gang ist noch
kleiner. Ich hab was im Hinterkopf von Differential: 1:3 und
Schaltgetriebe im 4. Gang 1:1 ergibt Höchstgeschwindigkeit 160km/h.
Dieses Auto (Benziner) schafft im 1. Gang nur die 30km/h, Das macht
also zusammen eine geschätzte Übersetzung von 160/30 * 3
*(Verhältnis Diesel/Benzinerdrehzahl) ~ 1:20. Hmm, das kann
vielleicht auch nicht ganz hinkommen.

CU Rollo

[Patrick Daßler]

Hallo Rollo,

ich habe diese Frage in drei Groups gepostet und bis jetzt ist deine die
einzige vernünftige, aussagekräftige Antwort. Vielen Dank schon 'mal.

Post by Roland Damm
Mal in den einschlägigen Fernsehsendungen gesehen, wenn sich
Golf-GTI-Fahrer treffen und ihre Autos zeigen? Da gibts auch manchmal
diese Übung, bei der 4 Leute das Auto festhalten während der Fahrer
die Reifen durchdrehen lässt bis das Gummi weg ist. Es geht also.
Das unrealistische an deiner Annahme ist das Drehmoment. Dieses Moment
bringt der Motor nur bei der genannten hohen Drehzahl. Die von dir
berechnete Kraft kann der Motor tatsächlich aufbringen, wenn du mit
Vollgas bei bei der entsprechenden Drehzahl einkuppelst. Meistens
traut man sich das noch nicht mal dann, wenn man es absichtlich vor
hat. Denn Gas durchtreten im ausgekoppelten Zustand macht man nicht
so gerne. Für die Werte dieser Rechnung müsste man das aber. Und dann
einkuppeln.

...

Ja, das ist auch nur eine theoretische Betrachtung. Ich binde mein Auto
nicht wirklich
mit einem Stahlseil an der Wand fest und messe dann die Zugkräfte.... ;-)

Aber diese Zugkräfte möchte ich berechnen.

Klar würden dann die Reifen durchdrehen. Denn an

Post by Roland Damm
Antriebskraft bringt das Auto nur rund so viel auf die Straße, wie
das Gewicht auf der angetriebenen Achse mal 0,1
(Haftreibungskoeffizient). Die von dir ausgerechnete Kraft kann das
Auto also nur dann auf die Straße bringen, wenn auf der Vorderachse
2,4t liegen. Was wohl nicht der Fall ist.

Bei einem Gesamtgewicht von 1,5t, ist das Gewicht über der Vorderachse also
etwa 750kg.
Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²=7357,5N
Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.

Ist aber auch nicht wirklich viel, oder????
Kann man ja locker festhalten.



Gruß Patrick

[m***@gmx.de]

Post by Patrick Daßler
Hallo Rollo,
ich habe diese Frage in drei Groups gepostet und bis jetzt ist deine die
einzige vernünftige, aussagekräftige Antwort. Vielen Dank schon 'mal.

Post by Roland Damm
Mal in den einschlägigen Fernsehsendungen gesehen, wenn sich
Golf-GTI-Fahrer treffen und ihre Autos zeigen? Da gibts auch manchmal
diese Übung, bei der 4 Leute das Auto festhalten während der Fahrer
die Reifen durchdrehen lässt bis das Gummi weg ist. Es geht also.
Das unrealistische an deiner Annahme ist das Drehmoment. Dieses Moment
bringt der Motor nur bei der genannten hohen Drehzahl. Die von dir
berechnete Kraft kann der Motor tatsächlich aufbringen, wenn du mit
Vollgas bei bei der entsprechenden Drehzahl einkuppelst. Meistens
traut man sich das noch nicht mal dann, wenn man es absichtlich vor
hat. Denn Gas durchtreten im ausgekoppelten Zustand macht man nicht
so gerne. Für die Werte dieser Rechnung müsste man das aber. Und dann
einkuppeln.

Ja, das ist auch nur eine theoretische Betrachtung. Ich binde mein Auto
nicht wirklich
mit einem Stahlseil an der Wand fest und messe dann die Zugkräfte.... ;-)
Aber diese Zugkräfte möchte ich berechnen.
Klar würden dann die Reifen durchdrehen. Denn an

Post by Roland Damm
Antriebskraft bringt das Auto nur rund so viel auf die Straße, wie
das Gewicht auf der angetriebenen Achse mal 0,1
(Haftreibungskoeffizient). Die von dir ausgerechnete Kraft kann das
Auto also nur dann auf die Straße bringen, wenn auf der Vorderachse
2,4t liegen. Was wohl nicht der Fall ist.

Bei einem Gesamtgewicht von 1,5t, ist das Gewicht über der Vorderachse also
etwa 750kg.
Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²=7357,5N
Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.
Ist aber auch nicht wirklich viel, oder????
Kann man ja locker festhalten.
Gruß Patrick

...

Ist tatsächlich nicht viel. Du hast aber auch nicht gesagt, daß Deine
Betrachtung für Glatteisverhältnisse gelten soll :-)

[Roland Damm]

Moin,

Post by m***@gmx.de

Post by Patrick Daßler

Post by Roland Damm
Antriebskraft bringt das Auto nur rund so viel auf die Straße,
wie das Gewicht auf der angetriebenen Achse mal 0,1
(Haftreibungskoeffizient). Die von dir ausgerechnete Kraft kann
das Auto also nur dann auf die Straße bringen, wenn auf der
Vorderachse 2,4t liegen. Was wohl nicht der Fall ist.

Bei einem Gesamtgewicht von 1,5t, ist das Gewicht über der
Vorderachse also etwa 750kg.
Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²=7357,5N
Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.
Ist aber auch nicht wirklich viel, oder????
Kann man ja locker festhalten.
Gruß Patrick

Ist tatsächlich nicht viel. Du hast aber auch nicht gesagt, daß
Deine Betrachtung für Glatteisverhältnisse gelten soll :-)

...

Ja, war mein Fehler, das mit den 0,1. Sollte natürlich eher 1 sein.

Weswegen das mit dem Festhalten trotzdem funktioniert liegt daran,
dass man erstens schnell einkuppelt und somit die festhaltenden
Personen kurzzeitig sozusagen die Masse des Autos (dessen Trägheit)
auf ihrer Seite haben. Aber bei heftig genügendem Einkuppeln drehen
die Räder sofort durch und haben dann einen geringeren
Reibkoeffizient. Insbesondere wenn die Reifen so heiß werden, dass
sie fast brennen. Dann ist nicht mehr viel mit Bodenhaftung, dann
rutschen sie nurnoch auf geschmolzenem Gummi.

CU Rollo

[Hans-Christian Grosz]

Post by Patrick Daßler
Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²=7357,5N
Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.
Ist aber auch nicht wirklich viel, oder????

Wenn Du die bisherigen Antworten wirklich gelesen hättest, würdest Du
hier keine 0,1 für den Reibkoeffizienten wählen...

*kopfschüttelnd*
HC

[Ralf Pfeifer]

Post by Patrick Daßler
Bei einem Gesamtgewicht von 1,5t, ist das Gewicht über der Vorderachse also
etwa 750kg.
Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²=7357,5N
Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.

Die Rechnung geht eher umgekehrt:
Bei 750 kg einem µ=1 auf trockener Straße und einem dynamischen
Radhalbmesser von 30 cm könntest Du bis zu 2,2 kNm vom Getriebeausgang
auf die angetriebene Achse / Straße übertragen.

Bei einem Übersetzungsverhältnis von 3,5² (Annahme für Untersetzung
im 1. Gang und Achsantrieb) muss der Motor nicht mehr als 180 Nm an
der Kupplung liefern - mehr können die Räder eh nicht auf die
Straße bringen.



Gruß, Ralf.

[Roland Damm]

Moin,

Post by Patrick Daßler
Bei einem Gesamtgewicht von 1,5t, ist das Gewicht über der
Vorderachse also etwa 750kg.
Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²=7357,5N
Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.
Ist aber auch nicht wirklich viel, oder????
Kann man ja locker festhalten.

Die 0,1 als Haftreibungskoeffizient waren falsch. Sind eher rund 1. Es
gibt übrigens IMO eine Vorschrift für die Straßenzulassung von PKW,
die das mindest mögliche Steigvermögen vorgibt. Ist nicht gerade
viel, glaube ich, vielleicht so 15% oder so.

CU Rollo

[Michael]

On Fri, 23 Mar 2007 17:01:26 +0100, "Patrick Daßler"

Post by Patrick Daßler
Hallo,
ich habe eine Frage zur Berechnung der Kraft eines Autos beim Anfahren.
Mein Auto (Ford Mondeo, Diesel, Bj. 1998) wird bei der Berechnung als
Beispiel verwendet.
Leistung 66000*Watt
bei Umdrehungen 4500 /min= 75*1/s
Winkelgeschwindigkeit= 2*pi*Umdrehungen

Rechnen wir mal über die Motorleistung:

Es gilt für die Arbeit W = F*s,

durch die Zeit dividiert:

W/t = F * s/t, somit P = F*v

mit F = m * a (für kleine Geschwindigkeiten unter Vernachlässigung des
Windwiderstands),

ergibt sich dann für die Beschleunigung:


a = P/(m*v)


Bei v = 0 ist danach die Beschleunigung und damit die Kraft zum
Anfahren unendlich; also die Kraft des Autos beim Anfahren wird dann
alleine durch die Reibung zwischen Rad und Strasse begrenzt:

Fmax = µ Fn = µ m g

[Axel Berger]

Post by Patrick Daßler
2333N raus.
Ist das ein realistischer Wert? Denn das entspricht einem Gewicht von
ungefähr 240kg

Du gehst vom Drehmoment im Leistungsmaximum aus, etwas ungewöhnlich
aber nicht verkehrt.
Dein Ergebnis kann man auch so formulieren:

Beim Reibwert 1 entspricht das im ersten Gang aufgebrachte Drehmoment
recht genau dem vom Reifen maximal übertragbaren - eine stärkere
Untersetzung wäre sinnlos.

In der Praxis kommt genau das in etwa hin, also halte ich ohne
Nachrechnen Dein Ergebnis für richtig.

[Roland Damm]

Moin,

Post by Axel Berger
Beim Reibwert 1 entspricht das im ersten Gang aufgebrachte
Drehmoment recht genau dem vom Reifen maximal übertragbaren - eine
stärkere Untersetzung wäre sinnlos.

Die Übersetzung des 1. Gangs muss auch danach gewählt werden, dass man
damit anfahren kann. Wie lange ist ein Durchschnittsfahrer dazu in
der Lage, die Kupplung schleifen zu lassen, wie lange kann die
Kupplung das vertragen? Nachdem voll eingekuppelt worden ist, muss
das Auto schließlich so schnell sein, dass der Motor mit
Standgasdrehzahl oder mehr drehen kann.

Das Fahrverhalten der meisten PKW-Fahrer ließe sich von einem geübten
Fahrer nachmachen, ohne den 1. Gang zu benutzen indem er im 2.
anfährt. Geht auch. Ist aber unpraktisch, weil man eben so lange die
Kupplung schleifen lassen muss.

Das ist IMO ein wichtigeres Auslegungskriterium für die Übersetzung
des untersten Gangs, als das maximal übertragbare Drehmoment.

Und der Benzinverbrauch ist natürlich auch wichtig. Denn (soweit mein
letzter Stand) schreibt die normgerechte Angabe des Benzinverbrauchs
vor, bei welcher Geschwindigkeit in welchem Gang gefahren werden
muss.

CU Rollo

[Axel Berger]

Natürlich hast Du Recht - die Daumenregel paßt trotzdem halbwegs.
Mit einem schweren Anhänger läßt sich das auch praktisch verifizieren,
ohne ihn senkt die Motorträgheit das Radmoment. Der Faktor bei PKW ist
typisch größer als 1.4, d.h. die Trägheit wirkt als wäre ein gut 40 %
schwereres Fahrzeug zu beschleunigen. (Im höchsten Gang sind es 5 bis
10 %)

[m***@gmx.de]

Post by Patrick Daßler
Hallo,
ich habe eine Frage zur Berechnung der Kraft eines Autos beim Anfahren.
Mein Auto (Ford Mondeo, Diesel, Bj. 1998) wird bei der Berechnung als
Beispiel verwendet.
Leistung 66000*Watt
bei Umdrehungen 4500 /min= 75*1/s
Winkelgeschwindigkeit= 2*pi*Umdrehungen
Macht ein Drehmoment von 66000Watt / (2*pi*75*1/s)=140Nm.
Kann ich für den ersten Gang als Getriebeübersetzung n=5 wählen??
Stimmt die Größenordnung ungefähr?
140Nm*5 = 700Nm erhalten.
Geh ich von einem Hebelarm (Radius der Reifen): r=30cm (größenordnungsmäßig)
bekomme ich mit Kraft=Drehmoment/Radius= 700Nm/0,3m= 2333N raus.
Ist das ein realistischer Wert? Denn das entspricht einem Gewicht von
ungefähr
240kg, was 4Männer stemmen können, aber es können doch vier Männer
mein Auto nicht festhalten, wenn ich losfahre?????
Viel Spaß beim Knobeln
Danke für die Hilfe

...

Habe nicht alle Antworten gelesen, daher war die vielleicht schon
dabei.
Beim Anfahren kommt es weniger auf die Leistung an als auf das
übertragbare Drehmoment. Dieses wird einerseits durch die Übersetzung
vorgegeben, durch das maximal übertragbare Drehmoment der Kupplung und
das Schwungmoment der rotierenden Massen (Schwungrad). Dieses
Schwungmoment der rotierenden Massen kann, wenn es in entsprechend
kurzer Zeit einwirkt, ein Vielfaches des Motordrehmomentes bewirken.
Grob geschätzt etwa das 3-fache (Auslegung der Kupplung) des max.
Drehmomentes.
Läßt man die Kupplung bei hoher Drehzahl "schnalzen", werden die
Antriebsräder auch im Leerlauf kurz durchdrehen.

Letztendlich wird die Haltekraft dann nur vom resultierendem Gewicht
auf der Antriebsachse und dem Haftreibungsbeiwert des Rades/Stzraße
bestimmt.

Anfahren ist der Zustand bei Geschwindigkeit 0. In diesem Moment ist
auch die Anfahrleistung 0.

Für die vier Männer gilt natürlich genau das Gleiche. Die können auch
nicht mehr halten als es ihrem Gewicht und der Schuhsohlenhaftung auf
der Straße entspricht.

Wenn also der Reibungsbeiwert Schuh-Straße genauso groß ist wie Rad-
Straße, gewinnt derjenige, der das größere Gewicht auf die Straße
bringt.