Hi,
ich habe mir schon gedacht dass ich Dich mit Deinem Wissen locken kann. Vielen Dank für Deine ausführlichen Beschreibungen, ist echt ein interessantes Thema. Die mords Prüfstandaufbauten sind mir damals vom BMW Versuch und der Motorsport GmbH bekannt....is aber auch schon wieder 40Jahre her.

Nehmen wir mal an, ich habe eine Messung nur mit Radleistung und Drehmoment, wieviel muss man deiner Erfahrung in Etwa nach als Verlustleistung ansetzten 3.5er mit 3HP Automatik? Klar ist´s wahrscheinlich ein Ratespiel, aber 15% dürften es doch gut und gerne sein, oder?

Die Verlustleistung von den sagen wir "15%" schlägt doch auch beim Drehmoment zu Buche oder?
Demnach sollte ich bei angenommen 15% Verlusten, auf meinem Protokoll die Radleistung und das Drehmoment 85% der reinen Motorleistung betragen oder?

Ich schmeiß jetzt mal in Raum, Radleistung 233 PS bei 6050 u/min, Max Drehmoment 305Nm bei 3800 u/min, von 3400-5200 über 300Nm.
Leistung steigt bis zum Schluss bis mein Begrenzer sagt....i mog nimmer . Fährt sich geil, hat Biss wie Sau und zieht in jeder Lage, sodann meine Automatik die ersten 40Km/h des ersten Ganges geschafft hat. Die ersten paar Meter sind ziemlich träge, der erste ist aber auch bissl lang geht bis 100

Gruß Tom

Hallo Tom,

bezüglich der Verluste eines antiken 3HP oder 4HP müsste ich gerade mal meine alten ZF-Kontakte reaktivieren. Ich versuche mal ein wenig Einblick in die Grundlagen der allgemeinen Kraftfahrzeugtechnik zu geben und weiche daher deiner Frage bewusst aus.

Grundsätzlich legt man bei Antriebsstrangabschätzungen einen Wirkungsgrad von 0,85 bis 0,9X von Schwungrad bis an die Räder zu Grunde. Moderne Kfz schneiden da natürlich besser ab. Aber für unsere 80er Jahre Autos halte ich 0,85 als Wirkungsgrad (85%) für realistisch. Fasst man mal nach einer Autobahnfahrt an ein Getriebegehäuse oder Differential, dann weiß man wie viel Wärmeenergie im Öl usw. gespeichert ist? Woher stammt die Wärmeenergie? Ah aus Reibung? Aha und die Reibung wiederum aus Bewegungsenergie (Drehmoment an der Kurbelwelle) und diese wiederum aus der chemisch im Kraftstoff gespeicherten Energie, sprich durch die Verbrennung von Kraftstoff.

Aha, jetzt ist auch klar warum die alten Automaten im realen Fahrbetrieb oftmals 1-2l mehr konsumiert haben als die Handschalter. Die Fahrwiderstände sind ja meist gleich, primär Roll- und Luftwiderstand.
Und ein manuelles Getriebe hat normalerweise auch keinen separaten Ölkühler wie die alten Automaten. Gemäß dem Energieerhaltungssatz aus der Physik kann Energie nicht verloren gehen, sie wird nur gewandelt. Und unsere alten Fahrzeuge sind Meister der Wärmeerzeugung.

Schauen wir uns zunächst einmal eine Leistungsmessung auf einem Rollenprüfstand vom Prinzip her an. Ich nehme das Beispiel eines Handschalters, da es dann einfacher verständlich ist:

1. Fahrzeug mit Antriebsachse auf der Rolle positionieren (Allrad-Prüfstände sind entsprechend verstellbar für beide Antriebsachsen)
2. Fahrzeug sichern und Abspannen, dass die Räder beim Antreiben nicht durchrutschen und somit möglichst viel Drehmoment übertragen werden kann

3. Anbringen der Messtechnik zur Erfassung der Motordrehzahl. Moderne Fahrzeuge über OBD-Schnittstelle, bei älteren mittels Triggerzange am Zündkabel/Zündspule oder über die Lichtmaschinen-Oberwelligkeit
4. Fahrzeug warmlaufen lassen um entsprechend "realen" Fahrbetrieb mit 90 Grad Motoröl etc. zu haben. Bei älteren Fahrzeugen lässt man die Öltemperatur meist weg. Z.B. steht bei meinen Fahrzeugen da Alibi 25 Grad.

5. Anfahren auf Rolle und Hochschalten in den Direktgangs mit 1:1 Übersetzung, so dass die Räder z.B. im 4. Gang knapp über Leerlaufdrehzahl die Rolle antreiben. Dies bedeutet, dass die Eingangswelle gleichschnell dreht wie die Ausgangswelle und die Getriebenebenwelle für die anderen Gangabstufungen somit keinen Kraftschluss hat, was wiederum den Wirkungsgrad des Antriebstrangs geringfügig verbessert.

Quasi fährt man im 4. Gang mit rund 1000 Umdrehungen konstant. Der PC kann daraus das Verhältnis Übersetzung von Motordrehzahl zu Rollendrehzahl automatisch ermitteln und weiß somit welche Übersetzung das Differential und die Reifenkombination zur Folge haben.

6. Nun startet man die Messung und gibt Volllast bei eingeschaltetem Gebläse, damit der Motor nicht überhitzt. Bei moderneren Fahrzeugen kann auch über die OBD-Schnittstelle relevante Werte wie Ansauglufttemperatur etc. mitgeloogt werden.

Ich versuche jetzt nach viel Grundlagentheorie nochmals den Bogen zu deiner eigentlichen Frage zu schaffen, doch ist hierfür nochmals vertiefte Antriebstechnikkunde notwendig

Ja und wie weit beeinflusst jetzt das Automatikgetriebe die Messung?! Klar beantworten- keine Ahnung. Ich kann aber grob einen Einblick in ein Automatikgetriebe geben um das Problem des Messverfahrens zu beschreiben:

Beim 4Hp ist ab ca 85 kmh im 4. Gang eine sog. Wandlerüberbrückungskupplung aktiv. Diese sorgt dafür, dass die Eingangswelle mechanisch mit der Ausgangswelle verbunden wird. Quasi eine 1:1 Übersetzung von Schwungrad zu Getriebeeingang.

Wofür brauch ich wiederum überhaupt einen Wandler im Automatikgetriebe?

Ein Wandler ist eine "hydraulische" Kupplung. Wie alle Kupplungen ermöglicht sie das Angleichen einer Drehzahl. Sprich: Auto steht, Motor läuft im Standgas. Kurbelwelle dreht sich mit 1000 Umdrehungen pro Minute, Rad/Differential und co mit 0 Umdrehungen.

Beim Handschalter übernehmen wir als Fahrer die Drehzahlangleichung durch Erhöhen der Anpresskraft zwischen Schwungscheibe und Kupplung. Auch hier kommt wieder der Energieerhaltungssatz aus der Physik ins Spiel. Da beim Anfahren die Bewegungsenergie der Kurbelwelle nicht verloren gehen kann, entsteht sie als Reibungswärme. Was meine Studierenden immer falsch machen: Eine Kupplung passt nur Drehzahlen an, sie verändert keine Drehmomente!!! Drehmomente kann man nur durch Übersetzungsverhältnisse ändern. Exkurs Fahrrad: Du bringst beim Trettln aufm Heimtrainer oder Fahrrad eine bestimmte, konstante Antriebsleistung, z.B. 250 W. In der Ebene wählst du einen schnellen Gang, dh. Leistung P Tretteln = Zugkraft (F) * Geschwindigkeit. Du entscheidest dich für viel Geschwindigkeit und die lange Übersetzung, weil die Fahrwiderstände (und somit der Zugkraftbedarf) in der Ebene gering sind.

Am Berg benötigst du viel Zugkraft zur Überwindung der Fahrwiderstände, also niedriger gang und dafür wenig Endgeschwindigkeit. Das Produkt aus P= F*V bleibt gleich.

Heißt: Langsames Anfahren oder mit starker Last= langes Schleifen lassen = viel Reibungswärme und somit Verschleiß an der Trockenkupplung. Das ist jetzt aber kein Freifahrtschein für Burnouts in der Innenstadt

Beim Automatikgetriebe übernimmt das Anfahren der Wandler. der Wandler dreht sich mit Kurbelwellendrehzahl und Innen drin eine gegenläufige Scheibe, die mit dem Getriebe verbunden ist. Mal etwas salopp formuliert und technisch nicht ganz sauber: Mehr Drehzahl = mehr Kraftübertragung auf die 2. Scheibe über das Öl = mehr Drehmoment und Drehzahl an der Getriebewelle= mehr Antriebsleistung aber durch das Öl im Wandler immer gedämpft und somit smooth.

Deshalb fühlt sich das Fahren mit Automatik auch immer so indirekt an, weil eben ein Teil der Bewegungsenergie der Kurbelwelle in Reibungswärme (das Öl als Kupplungselement) im Wandler gewandelt wird und über den Getriebeölkühler abgeführt werden muss = höherer Verbrauch, dafür eben ganz toller Fahrkomfort.

Beim 4Hp wollten die ZF Jungs natürlich zeigen, dass man auch bei höheren Geschwindigkeiten Energie (=Kraftstoff) sparen kann und es bietet sich ja förmlich an, den Wandler bei hohen Geschwindigkeiten zu übergehen, denn der Schlupf (Drehzahlunterschied) zwischen den beiden Scheiben im Ölbad führt ja immer zu Reibung und somit höherem Kraftstoffverbrauch und da das Anfahren mit der Drehzahldifferenz ja bereits erfolgt ist, braucht man den Wandler eigentlich nur noch zum Schalten.

Also schließt ab einer bestimmten Drehzahl bzw. in höheren Gängen die Wandlerüberbrückungskupplung und man hat quasi 1:1 starren Durchtrieb oder auch einen Overdrive, je nach Anordnung der Planetenradsätze. Beim 4HP ist der 3. Gang der Direktgang(1:1) und der 4. als Overdrive (0,83 oder so).

Für die Leistungsmessung sollte aber der Gang und die im Kraftfluss befindlichen Teile immer gleich sein, da sich sonst ja die Schleppleistung verändert. Über die Wählkonsole kann man beim 4HP ab CS/1 den 3. Gang mechanisch sperren. Das ist aber nur die halbe Wahrheit, weil aus Bauteilschutz- und Komfortgründen kann das Automatikgetriebe trotzdem selbst herunterschalten und somit die aktiven Elemente wie Kupplungen und Zahnräder verändern. Ebenso verändert sich durch das Anwählen eines anderen Gangs der Drehmassenzuschlagsfaktor. Was bedeutet der jetzt und was hat der jetzt mit der Messung zu tun?

Wieder einfach gesprochen: Kolben machen eine translatorische Bewegung "Hoch runter", ein Rad oder eine Kurbelwelle und all die Getriebebauteile wie Zahnräder hingegen eine rotatorische Bewegung. Der Drehmassenzuschlagsfaktor korrigiert die dabei auftretende Trägheit dieser Bauteile, sprich wie stark diese die geradlinige "Fortbewegung" des Autos bremsen und leider ist dieser Korrekturfaktor wiederum gangabhängig. Hier reden wir von Faktoren von rund 1,0 in hohen Gängen bis 1,3 in niedrigen.

Hi,
ich habe mir schon gedacht dass ich Dich mit Deinem Wissen locken kann. Vielen Dank für Deine ausführlichen Beschreibungen, ist echt ein interessantes Thema. Die mords Prüfstandaufbauten sind mir damals vom BMW Versuch und der Motorsport GmbH bekannt....is aber auch schon wieder 40Jahre her.

Nehmen wir mal an, ich habe eine Messung nur mit Radleistung und Drehmoment, wieviel muss man deiner Erfahrung in Etwa nach als Verlustleistung ansetzten 3.5er mit 3HP Automatik? Klar ist´s wahrscheinlich ein Ratespiel, aber 15% dürften es doch gut und gerne sein, oder?

Die Verlustleistung von den sagen wir "15%" schlägt doch auch beim Drehmoment zu Buche oder?
Demnach sollte ich bei angenommen 15% Verlusten, auf meinem Protokoll die Radleistung und das Drehmoment 85% der reinen Motorleistung betragen oder?

Ich schmeiß jetzt mal in Raum, Radleistung 233 PS bei 6050 u/min, Max Drehmoment 305Nm bei 3800 u/min, von 3400-5200 über 300Nm.
Leistung steigt bis zum Schluss bis mein Begrenzer sagt....i mog nimmer . Fährt sich geil, hat Biss wie Sau und zieht in jeder Lage, sodann meine Automatik die ersten 40Km/h des ersten Ganges geschafft hat. Die ersten paar Meter sind ziemlich träge, der erste ist aber auch bissl lang geht bis 100

Gruß Tom

Kurzfassung:

Ja die 15 % Verlust gehen immer vom Drehmoment ab, weil das Drehmoment ja schlussendlich die Zugkraft darstellt. Und alles was im Antriebsstrang reibt, reduziert das Drehmoment. Gammlige Schrauben erzeugen eine Reibkraft(=Wärme) und daher muss man diese mit immer mit viel Schmackes lösen. Je schneller du dann noch die Ratsche drehst, desto mehr Leistung erbringst du. Hoffentlich wird damit nochmals der Unterschied zwischen Drehmoment und Drehzahl und das Produkt aus beidem, die Leistung deutlich. Viele Studis checken das während des gesamten Studiums nicht.

Drehmoment am Motor bzw. Rad = Kraft mal Hebelarm. Der Hebelarm kommt wiederum vom Radius am Rad (salopp formuliert).

Die Drehzahl des Motors ist ja immer linear zur Geschwindigkeit (einfacher Fall konstante Geschwindigkeit ohne Beschleunigung/Abbremsen). Heißt je nach Gang = doppelte Drehzahl = doppelte Geschwindigkeit. Somit kann hier keine Leistung verloren gehen, sondern immer nur beim Drehmoment.

233 PS Radleistung wären ordentlich gegenüber meinem Seriendiagramm! Das fährt sich bestimmt sehr geil. Wenn du jetzt noch deine getriebeseitigen Verluste durch den Einbau eines manuellen 5.Ganggetriebes optimierst, dann hast du richtig Spaß. *Grins grins* PS: Beim Anfahren geht die Energie halt voll in den Wandler und da du nur 3 Gänge zur Verfügung hast, ist der erste Gang eben meistens ziemlich lang. Das ist so, wie wenn du beim Handschalter nur den 2. 4. und 5. Gang zur Vergügung hättest.