Leistungsbedarf beim Fahren
Um mit gleichbleibender Geschwindigkeit gegen alle Fahrwiderstände anzufahren, muss der Motor die Leistung Kraft mal Geschwindigkeit aufbringen – plus die Verluste im Antriebsstrang.
- PM
- erforderliche Motorleistung W · kW
- Fges
- Summe der Fahrwiderstände N · kN
- v
- Fahrgeschwindigkeit km/h · m/s
- η
- Wirkungsgrad des Antriebsstrangs %
Die Formel umgestellt
- nach PM erforderliche MotorleistungPM=Fges·vη
- nach Fges Summe der FahrwiderständeFges=PM·ηv
- nach v Fahrgeschwindigkeitv=PM·ηFges
- nach η Wirkungsgrad des Antriebsstrangsη=Fges·vPM
Größen und Einheiten
| Zeichen | Größe | Einheiten |
|---|---|---|
| PM | erforderliche Motorleistung | W, kW |
| Fges | Summe der Fahrwiderstände | N, kN |
| v | Fahrgeschwindigkeit | km/h, m/s |
| η | Wirkungsgrad des Antriebsstrangs | % |
Merke
P = F · v mit v in m/s. Weil F_L ~ v², steigt der Leistungsbedarf bei hoher Geschwindigkeit fast mit v³ – die letzten 20 km/h Höchstgeschwindigkeit kosten am meisten.
In der Praxis
Die Höchstgeschwindigkeit ist erreicht, wo die verfügbare Motorleistung genau den Leistungsbedarf deckt. Für gleichmäßiges Fahren mit 120 km/h genügen einem Mittelklasse-Pkw rund 25 kW; der Rest der Motorleistung ist Reserve zum Beschleunigen und Überholen.
Beispiel
Bei 120 km/h wirken zusammen 650 N Fahrwiderstand. Welche Leistung muss der Motor bei 90 % Wirkungsgrad des Antriebsstrangs abgeben?
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LuftwiderstandRollwiderstandSteigungswiderstandMotorleistung aus Drehmoment und Drehzahl