Berechnung der Kraft eines Autos beim Anfahren

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)0Nm.
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): r0cm (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
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Patrick Daßler wrote:

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.

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

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

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

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

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.
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Michael schrieb:

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
--
www.ArsTechnica.de --- www.ArsMartialis.com

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

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.
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Sat, 24 Mar 2007 11:18:02 +0100, Michael:

Bei welchen Randbedingengen?
Serien-Pkw erreichen nicht mal 1g maximale Bremsverzögerung.
Andreas
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On Sat, 24 Mar 2007 19:57:50 +0100, Andreas Oehler

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

Soweit klar.

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.

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.
--
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Patrick Daßler schrieb:

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
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Moin,
Johannes Kerstiens schrub:

Schrieb er doch.

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.

Kann man auch. Dann hat man aber als Unbekannte das Trägheitsmoment vom Motor.
CU Rollo
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Roland Damm schrieb:

Ist mMn vernachlässigbar, zumal zwischendurch ja auch geschaltet wird.
Gruß Johannes
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Moin,
Johannes Kerstiens schrub:

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
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Roland Damm schrieb:

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
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Moin,
Johannes Kerstiens schrub:

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
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Roland Damm schrieb:

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
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*Johannes Kerstiens* wrote on Fri, 07-03-23 19:28:

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.
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Moin,
Patrick Daßler schrub:

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

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

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

Bei einem Gesamtgewicht von 1,5t, ist das Gewicht über der Vorderachse also etwa 750kg. Gewichtskraft= 750kg*9,81m/s²s57,5N Mal 0,1 für den Reibkoeffizienten= 735,75N.
Ist aber auch nicht wirklich viel, oder???? Kann man ja locker festhalten.
Gruß Patrick
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