Das Drehmoment ist eine entscheidende Größe, wenn es darum geht, die Leistung eines Motorrads zu verstehen. Es gibt Auskunft darüber, wie viel Kraft der Motor aufbringt, um das Rad zu drehen. Aber was genau bedeutet das Drehmoment am Hinterrad, und wie wird es gemessen?
Was ist Drehmoment und wo wird es gemessen?
Drehmoment (Nm) ist keine Einheit für Leistung, sondern ein Maß für die Kraft, die benötigt wird, um eine Drehbewegung zu erzeugen. Es wird typischerweise an der Kurbelwelle des Motors gemessen, aber auch am Hinterrad. Die Messung am Hinterrad gibt Aufschluss darüber, wie viel Drehmoment tatsächlich zur Beschleunigung des Motorrads zur Verfügung steht, nachdem Verluste im Antriebsstrang berücksichtigt wurden.
Um die Hinterradleistung zu ermitteln, wird das Motorrad auf einen Prüfstand gespannt. Das System misst, wie schnell eine vom Hinterrad angetriebene Rolle beschleunigt wird. Aus der Beschleunigung errechnet der Computer unter Berücksichtigung des Massenträgheitsmoments der Rolle das Drehmoment und daraus die Hinterradleistung.
Verlustleistung und ihre Auswirkungen
Zwischen der Kurbelwelle und dem Hinterrad entstehen Verluste im Antriebsstrang, die die tatsächlich am Rad anliegende Leistung reduzieren. Zu diesen Verlusten gehören:
- Sekundärtrieb (Ritzel, Kette, Kettenrad)
- Getriebe
- Kupplung
- Reifen
Die Verlustleistung wird vom Prüfstand ermittelt, indem man das ausgekuppelte Motorrad eine Weile ausrollen lässt. Dieser Wert wird zur Hinterradleistung addiert, um die Leistung an der Kupplung zu erhalten. Um die Kurbelwellenleistung zu erhalten, werden zusätzlich etwa zwei Prozent aufgeschlagen, da in den meisten Motoren zwischen der Kupplung und der Kurbelwelle eine Übersetzung vorhanden ist, die ebenfalls Leistung frisst.
Als Anhalt für eine realistische Verlustleistung gelten bei einfachem, gut laufendem Kardan ca. 6 PS, bei Paralever 1 - 1,5 PS mehr. Ähnliche Zuschläge ergeben sich prozentual für das Motordrehmoment. Ein 980cc Serienboxer mit nominell 70 Kupplungs-PS kommt auf einem glaubwürdigen Prüfstand auf ca. 58 - 60 PS Hinterradleistung. Eine R100R pendelt zwischen 48 bis etwas über 50 PS am Hinterrad.
Die Rolle der Übersetzung
Das Getriebe spielt eine entscheidende Rolle bei der Übertragung des Drehmoments vom Motor auf das Hinterrad. Durch die Übersetzung kann das Drehmoment erhöht werden, was zu einer höheren Zugkraft am Rad führt. Allerdings reduziert eine höhere Übersetzung auch die Drehzahl am Rad.
Nehmen wir als Beispiel ein Fahrrad mit einem Elektromotor, der 75 Nm bei 31,8 U/min am Hinterrad leistet. Ein 1000ccm Motorradmotor hat bei 10500 U/min 113 Nm an der Kurbelwelle. Bei einer Übersetzung von 1:2,75 sind das 310 Nm, minus ca. 10% Antriebsverluste = ca. 280 Nm am Hinterrad!
Drehmoment vs. Leistung: Was ist wichtiger?
Sowohl Drehmoment als auch Leistung sind wichtige Faktoren für die Leistung eines Motorrads. Das Drehmoment bestimmt, wie schnell das Motorrad beschleunigen kann, während die Leistung die erreichbare Höchstgeschwindigkeit beeinflusst.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Leistung von der Drehzahl des Motors abhängig ist. Ein Benziner mit dem selben maximalen Drehmoment bei einer höheren Drehzahl als der Diesel hat faktisch mehr Leistung, beschleunigt aber nicht schneller, da die Maximalkraft = maximales Drehmoment die selbe ist wie beim Diesel.
Prüfstandsmessung im Detail
Auf dem Prüfstand wird die Drehzahl der Rolle während der Messung hochgenau und mit definierter Abtastrate erfasst. Auf diese Weise kann dann die Software durch numerisches Differenzieren die Drehbeschleunigung ermitteln und somit auch Drehmoment und Leistung berechnen. Da der Prüfstand in erster Linie bei Motorsport-Teams seine Anwendung findet wurde sehr viel Wert auf die Reproduzierbarkeit der Messungen gelegt.
Die folgende Tabelle zeigt ein Beispiel für die Mess- und Rechenwerte auf einem Prüfstand:
| Größe | Formelzeichen | Einheit |
|---|---|---|
| Beschleunigung | a | m/s² |
| Massenträgheitsmoment | Q | kg m² |
| Drehmoment | M | Nm |
| Leistung | P | kW |
Vergleich von Motorrädern auf dem Prüfstand
Um die Leistung verschiedener Motorräder zu vergleichen, werden in der Regel Diagramme erstellt, die die Leistung an der Kurbelwelle und das Drehmoment über der Drehzahl darstellen. Zusätzlich können Diagramme erstellt werden, die die Zugkraft am Hinterrad und die Beschleunigung des Motorrads zeigen.
Ein Vergleich zwischen der Kawasaki Versys 1000 und der Yamaha MT-09 zeigt, dass die Kawasaki aufgrund ihres größeren Hubraums bis zum maximalen Output eine motorische Überlegenheit aufweist. Allerdings ist die Yamaha aufgrund ihres geringeren Gewichts bei der Beschleunigung im Vorteil.
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