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Nachricht |
DanyX23
Anmeldungsdatum: 04.04.2017
Beiträge: 4
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 DanyX23 Verfasst am: 04. Apr 2017 19:56 Titel: Motorleistung auf Masse bezogen ausgleichen |
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Hallo,
Also vorab, ich bin kein Physiker und mein Studiumsschwerpunkt liegt eigentlich ganz wo anders, also bitte Gnade walten lassen 
Problemstellung:
Ich habe zwei identische Fahrzeuge die mit einem E-Motor betrieben werden. Von diesen weiß ich die Leistung. Jetzt möchte ich abhängig vom Gewicht die Motorleistung des leichteren Fahrzeug drosseln.
Wie die Ansteuerung des Motors an sich erfolgt, ist jetzt nicht relevant. Ich möchte mal berechnen wie ich den Motor des leichteren Fahrzeuges drosseln muss, um auf gleiche Beschleunigung und Geschwindigkeit zu kommen. Also quasi selbe Vorraussetzungen für zwei unterschiedlich schwere Fahrer.
Mein Ansatz:
Ich hätte jetzt im ersten Schritt mal die Fahrwiderstände (Beschleunigungswiderstand, Rollwiderstand, ...) abhängig von der Masse berechnet. Das versteh ich noch (hoff ich  ).
Aber ich muss ja jetzt irgendwie von den Widerständen auf Leistung kommen, damit ich weiß wie viel Leistung ich dem Motor nehmen muss oder? Bzw. mal angenommen die Drehmomentkurve des E-Motors steigt linear, dann müsste ich ja die Motorleistung einfach mit einem Faktor multiplizieren um auf die gewünschte Leistung zu kommen. So wäre jetzt mal mein Vorhaben gewesen.
Im nächsten Schritt hätte ich das Drehmoment berechnet indem ich
die Widerstände mit dem Radradius multipliziere:
Somit müsste ich das benötigte Drehmoment am Rad bzw. an der Antriebsachse erhalten.
Dazu noch Übersetzung:
wobei  der Übersetzung entspricht.
Ab jetzt steh ich etwas an. Wie geht es weiter?
Ich muss jetzt irgendwie auf die benötigte Leistung kommen.
Die allgemeine Formel für Leistung lautet meines Wissens nach:
wobei  der Drehzahl entsprechen würde.
Müsste ich jetzt für jede Drehzahl die benötigte Leistung berechnen? Also sprich von 1 bis angenommen 5.400 Umdrehungen die benötigte Leistung berechnen?
Und wie geht es dann weiter? Mein Gedanke wäre jetzt gewesen noch die Differenz der benötigten Leistungen zu bilden und draus einen Faktor, den ich auf die Leistungskurve des E-Motors legen kann, zu berechnen. Allerdings bin ich mir nicht sicher ob dies so möglich und sinnvoll ist bzw. wie ich das jetzt im Detail angehen sollte.
Ich hoffe mein Problem ist klar genug definiert und ihr könnt mir helfen.
Wie gesagt, ich bin kein Physiker, deshalb habt Nachsicht mit mir 
Vielen Dank im Vorraus! |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 04. Apr 2017 20:29 Titel: Re: Motorleistung auf Masse bezogen ausgleichen |
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Hallo,
Du möchtest, dass beide Fahrzeuge die gleiche Beschleunigung und die gleiche Endgeschwindigkeit haben?
Das wird nicht funktionieren. Für die Beschleunigung ist die Masse des Fahrzeugs maßgeblich, für die Endgeschwindigkeit aber vor allem der Luftwiderstand. Und wenn der bei beiden Fahrzeugen ungefähr identisch ist, wird das Fahrzeug mit höherer Leistung auch die höhere Endgeschwindigkeit erreichen.
Gruß |
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DanyX23
Anmeldungsdatum: 04.04.2017
Beiträge: 4
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| DanyX23 Verfasst am: 04. Apr 2017 20:42 Titel: |
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Hmm... daran hab ich noch gar nicht so gedacht. Da hast du eigentlich recht.
Also es würde sich bei den Fahrzeugen um welche mit kleiner Angriffsfläche handeln. Mir ist nun klar, dass dies dennoch ein Problem darstellt.
Wie würde es für den Fall der Beschleunigung, ohne Berücksichtigung der Endgeschwindigkeit, aussehen? |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 04. Apr 2017 23:02 Titel: |
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| DanyX23 hat Folgendes geschrieben: |
Wie würde es für den Fall der Beschleunigung, ohne Berücksichtigung der Endgeschwindigkeit, aussehen? |
Die Beschleunigung ist bei höheren Geschwindigkeiten natürlich auch vom Luftwiderstand abhängig. Aber bleiben wir erstmal bei kleineren Geschwindigkeiten, bei denen der Luftwiderstand noch keine so große Rolle spielt. Dann gilt vereinfacht F = m * a (Reibung vernachlässigt). Oder nach der Beschleunigung a aufgelöst a = F/m
Die Beschleunigung ist also proportional zur Antriebskraft und umgekehrt proportional zur Masse.
Soll noch die Rollreibung berücksichtigt werden, dann kommt noch ein zweiter Term hinzu:
F = m * a + m *g * μ (mit μ = Rollreibungskoeffizient)
oder
a = (F - m * g * μ) / m
also
a = F/m - g*μ
Das alles wie eingangs geschrieben für geringe Geschwindigkeiten (ohne Luftwiderstand).
Strenggenommen müssen natürlich auch noch rotierende Massen beschleunigt werden (die Räder, Antriebswellen, usw.). Dafür wird auch ein Teil der Leistung benötigt.
Gruß |
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DanyX23
Anmeldungsdatum: 04.04.2017
Beiträge: 4
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| DanyX23 Verfasst am: 09. Apr 2017 22:37 Titel: |
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Ja für mich wäre es jetzt mal ohne dem Luftwiderstand interessant. Wegen dem überleg ich mir dann noch was.
Für den rotatorischen Widerstand, der durch Wellen usw. entsteht, hätte ich Ersatzmassen miteinbezogen.
Wie ich die restlichen Widerstände berechne habe ich ja schon. Meine Frage ist jetzt eher wie komme ich davon auf die benötige Leistung? |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 10. Apr 2017 15:03 Titel: |
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| DanyX23 hat Folgendes geschrieben: | | Meine Frage ist jetzt eher wie komme ich davon auf die benötige Leistung? |
naja, Du könntest erstmal die Gleichung für die Beschleunigung nach der Zugkraft des Fahrzeuges umstellen.
Die Zugkraft steht in direktem Zusammenhang mit der Leistung:
P = F * v
Das heist, dass mit zunehmender Geschwindigkeit die Zugkraft abnimmt (Zugkrafthyperbel). Die Zugkraft ist aber proportional zur Leistung, und das ist für Dich wichtig.
Gruß |
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DanyX23
Anmeldungsdatum: 04.04.2017
Beiträge: 4
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| DanyX23 Verfasst am: 10. Apr 2017 23:41 Titel: |
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Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe:
Ich habe zwei Fahrzeuge mit derselben Leistung. Die benötigten Zugkräfte um die Geschwindigkeit konstant zu halten entsprechen den jeweiligen Fahrwiderständen? Ist die Zugkraft höher als die Fahrwiderstände beschleunige ich.
Somit würde ich für dieselbe Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung bei dem schwereren Fahrzeug mehr Leistung benötigen.
Daraus kann ich mir den Unterschied der benötigten zur tatsächlichen Leistung beim geringeren Fahrzeug ermitteln und diesen muss ich dann durch "Drosselung" der Leistung kompensieren um theoretisch (ohne Beachtung des Luftwiderstandes) auf eine gleiche Beschleunigung der beiden Fahrzeuge zu kommen?
Ist dies so richtig oder liege ich da jetzt völlig falsch?
LG |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 12. Apr 2017 12:00 Titel: |
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| DanyX23 hat Folgendes geschrieben: | | Die benötigten Zugkräfte um die Geschwindigkeit konstant zu halten entsprechen den jeweiligen Fahrwiderständen? Ist die Zugkraft höher als die Fahrwiderstände beschleunige ich. |
Ja, wobei man manchmal auch die Trägheitskraft mit zu den Fahrwiderständen zählt. Aber das ist nur eine Formalität.
| DanyX23 hat Folgendes geschrieben: |
Somit würde ich für dieselbe Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung bei dem schwereren Fahrzeug mehr Leistung benötigen. |
Für die gleiche Beschleunigung, ja.
| DanyX23 hat Folgendes geschrieben: |
Daraus kann ich mir den Unterschied der benötigten zur tatsächlichen Leistung beim geringeren Fahrzeug ermitteln und diesen muss ich dann durch "Drosselung" der Leistung kompensieren um theoretisch (ohne Beachtung des Luftwiderstandes) auf eine gleiche Beschleunigung der beiden Fahrzeuge zu kommen? |
Genau. |
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