Zugkraftdiagramm BMW 118d vs. Audi A3 2.0 TDI

Dieses Thema im Forum "BMW 118d" wurde erstellt von ripley, 21.11.2010.

  1. ripley

    ripley 1er-Interessent(in)

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    Hallo zusammen,

    ich hatte zu viel Zeit und habe sie dazu benutzt, mal grob ein Zugkraftdiagramm des 118d FL mit 105kW und des Audi A3 2.0 TDI mit 103kW anzufertigen. Zugrunde liegende Daten sind ein Drehzahl-/Drehmomentdiagramm des Motors sowie die Übersetzungsverhältnisse. Ein Zugkraftdiagramm zeigt unter Anderem das am Rad zur Verfügung stehende Drehmoment über der Geschwindigkeit aufgetragen für verschiedenen Gänge an. Diesem Drehmoment entgegen stehen alle Fahrwiderstände. Und das, was als Differenz übrig bleibt, ist das zur Beschleunigung zur Verfügung stehende Moment. Aber ich will gar nicht so sehr ins Detail gehen.

    Der Grund für mich, dieses Diagramm anzufertigen, war die Aussage vieler Personen, die sagen, ein Turbodiesel beschleunigt besser, wenn man früh schaltet, weil er sein größtes Drehmoment weit unten hat. Beim A3 lohnt es sich tatsächlich etwas vor der hier angenommenen Maximaldrehzahl von 4500 U/min zu schalten. Beim 118d sollte man hingegen die Gänge komplett ausdrehen um optimal vom Fleck zu kommen.

    Die Diagramme sind in meinen Album: http://www.1erforum.de/members/ripley-albums-zugkraft-118d-fl-105kw-vs-a3-2-0-tdi-104-kw.html

    Tschö.
     
  2. AdMan

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  3. BMWUA

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    Ein (egal was) Motor beschleunigt dann besser, wenn die Leistungskurve
    unter das Niveau des anschliessenden Ganges gefallen ist.
    Will heissen, wenn man über das Zenit der Leistung hinaus ist und nun schaltet,
    dann wäre man auf der Leistungskurve bei niedrigerer Drehzahl trotzdem
    höher.

    Fazit aus der technischen Betrachtung: die optimale Beschleunigung bekommt
    man nur, wenn man über den Punkt maximaler Leistung hinaus gegangen ist.
    Vorher zu schalten bedeutet, daß man suboptimal beschleunigt.

    Stammtischweissheiten waren schon immer falsch!

    BTW: Nicht das Motordrehmoment ist für die Beschleunigung wichtig, sondern die
    Motorleistung - diese resultiert in verschiedene Punkte auf dem Zugkraftdiagramm
    bei verschiedenen Gängen.
    Da wo sich die Zugkraftkurven der Gänge treffen, dort hast Du beim Schalten
    von der höheren Drehzahl in niedrigeren Gang auf die niedrigere Drehzahl im
    höheren Gang gleiche Motorleistung anliegen (ebenso auch gleiche Radleistung!).
    Und das passiert eben nur dann, wenn die Motorleistung im niedrigeren Gang
    soweit abgefallen ist, dass sie auf das Niveau der steigenden Kurve im höheren
    Gang gefallen ist und daraus resultiert messerscharf, daß man über das
    Leistungsmaximum hinaus gedreht haben muss.

    P.S. es geht hier nicht um die Max-Drehzahl, sondern um die Drehzahl bei Leistungsmaximum!
     
  4. #3 ripley, 22.11.2010
    Zuletzt bearbeitet: 22.11.2010
    ripley

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    Ich habe noch ein etwas ausführlicheres Diagramm bereitgestellt. Darin ist nun statt des Raddrehmoments die Zugkraft aufgetragen und es werden die Fahrwiderstände für verschiedene Steigungen über der Geschwindigkeit dargestellt. Mit dieser Rechnung kommen als Höchstgeschwindigkeit ziemlich genau die im Fahrzeugschein genannten 210 km/h in der Ebene raus ;-)

    http://www.1erforum.de/members/ripl...eigungen-gruen-ist-die-leistungshyperbel.html
     
  5. #4 BMWUA, 22.11.2010
    Zuletzt bearbeitet: 22.11.2010
    BMWUA

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    Frage: Warum ist der Wirkungsgrad im 4. Gang höher als im 5./6. Gang?

    Ich nehme an, daß hier die Übersetzung mit 1:1 im Getriebe der Grund ist.
    Nur erschliesst sich mit nicht, warum der Wirkungsgrad nicht an der Anzahl
    der beteiligten Zahnradpaare festgemacht ist - hier wäre dann der
    Wirkungsgrad bei 4/5/6 eheer gleich.

    Bei einem 130i komme ich auf folgende Werte:
    Radleistung: 172kW
    Verlust im Antriebsstrang & Rollwiderstand: 20kW
    Korr-Faktor: 1,02

    Cw = 0,32
    A= 2,09
    Masse= 1500kg (inkl. Fahrer)

    Achsüb.= 3,46
    1.= 4,35
    2.= 2,50
    3.= 1,67
    4.= 1,23
    5.= 1,00
    6.= 0,85

    Reifenumfang = 1935mm (225/45-17)

    Jetzt fehlt eigentlich nur noch die Drehmomenttabelle ;)
     
  6. BMWUA

    BMWUA 1er-Fanatiker(in)

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    Nachtrag (130i):

    Rechnung ...
    Rechnerisch sollte ich einen Rollwiderstand von gut 11kw haben
    Die Verluste im Antriebsstrang im 4. Gang sind summiert 5% (= 9,5kW)

    Messung ...
    Auf der Rolle sind es in Summe 20kW an Verlusten.
    (Allerdings habe ich hier nur die angetriebene Achse als Rollverlust!)


    Die Werte passen jedenfalls zur Rechnung, wenn man nicht ganz penibel schaut.
     
  7. ripley

    ripley 1er-Interessent(in)

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    Ja, in der Tat liegt es an der 1:1 Übersetzung im 4. Gang, dass ich dort den Wirkungsgrad höher angenommen habe. Die anderen Werte sind einfach Schätzung und im Getriebebau kenne ich mich nur wenig aus, daher ist mir nicht bewusst, wieviele Zahnräder hier in welchem Gang beteiligt sind. Reibung ist wohl der Hauptpunkt für den Wirkungsgrad. Ich stimme dir zu, dass zu erhöhter Reibung die Anzahl der beteiligten Zahnräder eine Rolle spielt. Sicherlich aber auch die Größe der Zahnräder, die Zahnzahl, etc. Ich hab wirklich keinen blassen Schimmer, wie mein 6-Gang-Getriebe von innen aussieht und funktioniert.

    Man muss sich das echt mal vor Auge führen, wieviel Wärme hier nur durch unnötige Reibung erzeugt wird. Es gab vor ein paar Jahren noch Autos die hatten gerade mal 20 kW Gesamtmotorleistung (z.B. Renault Twingo) ....

    Leistungsdaten habe ich von der Konkurrenz :-)
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  8. BMWUA

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    Kannst Du mir die Rechentabelle schicken - bitte bitte?

    (Habe Dir eine PN geschickt)
     
  9. ripley

    ripley 1er-Interessent(in)

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    Meine eigene Rechentabelle stellt nur den idealen Kraftfluss dar, d.h. ohne Fahrwiderstände, etc (siehe die ersten beiden Diagramme 118d und A3 in meinem Album). Die schicke ich dir besser nicht. Anstatt mein eigenes Excel-File zu pimpen, habe ich erst mal google bemüht und bin auf eine bereits stark optimierte Excel-Datei gestoßen, die mir nach eingehender Prüfung physikalisch und mathematisch soweit korrekt erscheint. Ich verzichte also darauf, meine eigene Tabelle weiterzuentwickeln und bediene mich ab jetzt der bereits existierenden Tabelle (mit ein paar Personalisierungen für mich, siehe drittes Bild in meinem Album).

    http://www.mintelonline.de/Dokumente/Technik/Diagramme/Leistung-Zugkraft-GetriebediagrammM3CSL.xls
     
  10. #9 doug1987, 22.11.2010
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    Ist mir alles zu hoch. Aber trotzdem Hut ab
     
  11. #10 BMWUA, 22.11.2010
    Zuletzt bearbeitet: 22.11.2010
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    @ripley:
    Habe mal die Daten vom 130i (aus der Prüfstandsmessung) in die
    Tabelle eingepflegt und Dir geschickt. Vielleicht kannst Du damit
    was anfangen.

    Was man deutlich sehen kann, ist beim offenen 130i der Schnittpunkt
    zw. Kraft am Rad und die Fahrwiderständen bei 255km/h.
    Also offen würde er gerademal 5km/h schneller laufen!

    [​IMG]
     
  12. ripley

    ripley 1er-Interessent(in)

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    Tja, ein 6-Zylinder ist eben ein 6-Zylinder und bleibt ein 6-Zylinder. So ein Drehmomentverlauf ist schon nett. Wer braucht da bitte Elektromotoren.... :icon_cool:

    Aber dem 130i würden noch ein paar Gänge mehr gut zu Gesicht stehen...hehe... viell. ein 7- oder 8-Gang Doppelkupplungsgetriebe, damit die Sprünge zw. den Gängen nicht so groß sind und man näher an der Leistungshyperbel ist. Ein anderes Getriebe wäre für eine enge Rennstrecke definitiv ein Optimierungspunkt.
     
  13. ripley

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    Tja, und laut Tacho sind das dann gleich 20 km/h mehr und schon verdienen die Tuner was.... aber mal im ernst: das ist wirklich eine interessante Erkenntnis und in Anbetracht der Tatsache, wie gut die von mir berechneten 210 km/h auf die eingetragenen 210 km/h passen, würde ich auch den 255 km/h viel Vertrauen schenken. Wegen der 5 km/h würde ich nix investieren...
     
  14. #13 118dweis, 22.11.2010
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    Verstehe ich das jetzt richtig, dass der 118d selbst mit entfernen der Abregelung nur 210 laufen würde?
     
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  16. ripley

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    Teils, teils.

    In der Ebene würde er mit oder ohne Geschwindigkeitslimitierung 210 km/h fahren. Mehr schafft er nicht. Auf dem Tacho steht natürlich etwas mehr (irgendwas zwischen 220 und 230).

    Bergab allerdings sieht die Sache anders aus (siehe graue Widerstandslinien z.B. bei -5%). Mit Geschwindigkeitslimitierung würde er auch bergab die 210 km/h nicht überschreiten, ohne Limitierung jedoch sehr wohl. Er könnte bei 5% Gefälle 245 km/h erreichen, was sogar noch etwas vor dem roten Drehzahlbereich wäre.

    Es kann aber schon sein, dass BMW hier eine elektronische Geschwindigkeitsbegrenzung einführt, um z.B. die Serienbereifung mit niedrigerem Geschwindigkeitsindex wählen zu können oder um irgendwelche Bemessungen am Fahrwerk kleiner auslegen zu können, etc, pp. Ein Beispiel ist der neue Cross Polo von VW: der ist auf 160 beschränkt, obwohl die Motoren deutlich mehr könnten. Oder ein Teil der VW Caddys war mal im Drehmoment begrenzt, weil die Antriebswellen zu schwach waren und sich bei den stärkeren Motoren schlicht abgeschert haben, wenn man mit etwas schnallzender Kupplung losgehoppelt ist. Es gibt die dollsten Gründe für sowas.... :eusa_doh: Dank Baukastensystem wird bei den Herstellern halt oft kein neues, passendes Teil entwickelt, sondern man nimmt ein vorhandenes Teil (beim Caddy waren es die Antriebswellen vom Golf, die Zuladung war aber deutlich höher und das Getriebe kürzer) und macht ein Software-Pflaster drauf... siehe auch meine beschissene, rupfende Kupplung am 118d :crybaby:
     
  17. #15 spitzel, 22.11.2010
    Zuletzt bearbeitet: 22.11.2010
    spitzel

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    und jetzt für die, die nicht Fahrzeugtechnik studiert haben. Wann soll ich jetzt schalten eurer Meinung nach.
    @ BMWUA so ganz kapier ich die Erklärung noch nicht...

    Heißt das Raddrehmoment ist nicht entscheidend sondern die Zugkraftdrehmomentkurve? Beim 118d FL würde es wirklich heißen bis zum Ende drehen da sich die Kurven erst am Ende treffen?

    Ach ja in meinen Unterlagen finde ich 5000u/min als Abregeldrehzahl.
     
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