Hallo Experten,
vorsicht viele Zahlen...
in meinem Auto VW/MAN 8.150 ist serienmäßig ein Saug-Motor mit max. 453 Nm, ein Schaltgetriebe mit einem max. Eingangsdrehmoment von 360 Nm und ein Verteilergetriebe mit max. 314 daNm und Achsen mit max. 2890 Nm verbaut. Es könnte sein, das die Angabe für das Schaltgetriebe nicht richtig ist, zumindest kann ich nicht glauben das ein so "unpassendes" Getriebe eingesetzt wurde.
Inzwischen habe ich ein 6S850 Getriebe (6. Gang 0,79) eingebaut und bin damit super zufrieden. Dieses Getriebe hat ein max. Eingangsdrehmoment von 850 Nm, also sind reichlich Reserven vorhanden.
Nun werde ich durch ein Angebot in Versuchung geführt und überlege einen akkurat passenden Turbomotor mit einem max. Drehmoment von 645 Nm einzubauen.
Kann mir jemand erklären ob dieses Drehmoment vom VG und den Achsen gesund verarbeitet werden kann? Wie wird das gerechnet?
Schönen Abend, Jochen
Motor / Getriebe Drehmomentzuordnung
Moderator: Moderatoren
Hallo Jochen,
die Drehmomente verhalten sich umgekehrt wie die Drehzahlen. Will heißen, wenn Dein Getriebe eine Übersetzung von i = 0,5 hat,
so kommt die doppelte Drehzahl heraus aber nur 1/2 faches Moment. Wenn man mal die Wirkungsgrade vernachläßigt.
In Deinem Beispiel Motor 645Nm, dann am Getriebeausgang 645*(1/0,79) = 816Nm. Ist aber geringer Aufgrund des Wirkungsgrades.
Also so ca. 816*0,9 = 730Nm.
Jetzt muß Du dasselbe für das VT berechnen, da dies auch eine Übersetzung hat, sowie mit dem Ergebnis an die Achsen gehen.
Wenn Du das i (Übersetzung) vom VT weiß, sowie die Übersetzung von den Achsen, so kann ich Dir das gerne ausrechnen.
Grüße
Hans-Josef
die Drehmomente verhalten sich umgekehrt wie die Drehzahlen. Will heißen, wenn Dein Getriebe eine Übersetzung von i = 0,5 hat,
so kommt die doppelte Drehzahl heraus aber nur 1/2 faches Moment. Wenn man mal die Wirkungsgrade vernachläßigt.
In Deinem Beispiel Motor 645Nm, dann am Getriebeausgang 645*(1/0,79) = 816Nm. Ist aber geringer Aufgrund des Wirkungsgrades.
Also so ca. 816*0,9 = 730Nm.
Jetzt muß Du dasselbe für das VT berechnen, da dies auch eine Übersetzung hat, sowie mit dem Ergebnis an die Achsen gehen.
Wenn Du das i (Übersetzung) vom VT weiß, sowie die Übersetzung von den Achsen, so kann ich Dir das gerne ausrechnen.
Grüße
Hans-Josef
Zuletzt geändert von hjm am 2008-09-15 19:26:49, insgesamt 1-mal geändert.
Hallo Hans-Josef,
das ist aber mal ne flotte und kompetente Antwort!
Also,
Schaltgetriebe:
1. Gang 6,72
2. Gang 3,68
3. 2,15
4. 1,41
5. 1,00
6. 0,79
Das VG hat eine Drehmomentverteilung von 1:2
Geländeübersetzung 1:1,723
Straßenübersetzung 1:1
Die Achsen haben 6,442
Wäre toll wenn du mir das berechnen könntest.
Schönen Abend, Jochen
das ist aber mal ne flotte und kompetente Antwort!
Also,
Schaltgetriebe:
1. Gang 6,72
2. Gang 3,68
3. 2,15
4. 1,41
5. 1,00
6. 0,79
Das VG hat eine Drehmomentverteilung von 1:2
Geländeübersetzung 1:1,723
Straßenübersetzung 1:1
Die Achsen haben 6,442
Wäre toll wenn du mir das berechnen könntest.
Schönen Abend, Jochen
Hallo Jochen,
erst einmal muß ich einen Fehler korrigieren, nachdem ich die Getriebetabelle gesehen habe.
6.Gang 0,79 ist dann mit geringerem Drehmoment, da ich von 1/i ausgegangen bin.
Da oft die Quotienten der Zähnezahlen (also i) angegeben werden mal Ein- zu Ausgang oder umgekehrt. Obwohl dies per Definition festliegt.
Also in Deinem Fall ist dann 0,79 tatsächlich 0,79 und das entspricht dann 458Nm und nicht wie oben angegeben 816Nm.
Hier mal die einzelnen Momentwerte, wobei ich glaube das der Wirkungsgrad mit 0,9 zu hoch angesetzt ist (aber das ist der Standardwert im Maschinenbau)
Also, angenommen 0,9 Wirkungsgrad stimmt dann ergibt sich folgendes:
645Nm am Motor entsprechen dann am Getriebeausgang
1. Gang i=6,72 = 645*0,9*6,72 = 3900Nm oder 390daNm
2. Gang i=3,68 = 645*0,9*3,68 = 2136Nm
3. Gang i=2,15 = 645*0,9*2,15 = 1248Nm
4. Gang i=1,41 = 645*0,9*1,41 = 819Nm
5. Gang i=1,00 = 645*0,9*1,00 = 581Nm
6. Gang i=0,79 = 645*0,9*0,79 = 458Nm
Aus dem VG kommt bei Straßenübersetzung obiges * Wirkungsgrad also * 0,9
Bei Geländeuntersetzung
1. Gang 3900Nm * 0,9 * 1,723 = 6048Nm
6. Gang 458Nm * 0,9 * 1,723 = 710Nm
Dies sind die Eingangsmomente für die Achsen, das VTG verteilt diese Momente 1:2 , daher nur die entsprechende hälfte.
Wobei ich mir nicht sicher bin ob man dies so annehmen kann,
den wenn eine Achse gebremst und die andere frei ist und das VTG gesperrt, geht meines Erachtens das gesamte Moment auf diese Achse.
Da müßte mal ein kompetenter Mechaniker (Felix) was zu sagen.
Obige Momente gehen in die Achsen, aus den Achsen kommt dann
1. Gang (Gelände) 6048Nm * 0,9 * 6,442 = 35065Nm
6. Gang (Straße) 412Nm * 0,9 * 6,442 = 2338Nm
Das Getriebe wird demnach dem Motor gewachsen sein.
Das VTG könnte Schwierigkeiten im ersten Gang bekommen da kommen da evtl. 390daNm statt der erlaubten 314daNm (24%) an
Die Achsen werden im ersten Gang (Gelände) mit 6048Nm/2 =3024Nm belastet, dies ist nur knapp (5%) über dem erlaubten von 2890Nm.
Andererseits wenn serienmäßig der Motor 453Nm lieferte und ein Getriebe mit 360Nm verbaut war, so wurde dies ja auch mit 126% belastet.
Letztlich sind es aber nicht die Dauermomente die ein Getriebe zerstören sondern vielmehr die Stöße,
den dauerend kannst Du dem Getriebe eh nicht die Drehmomente abverlangen, es sei den Du fährst mit Hänger und Vollbeladen ständig 45° Steigungen hinauf.
Aber Stöße bekommt es öfter, wenn Du richtig im Schlamm baggerst (der Motor schon richtig Moment auf die Welle wuchtet)
und dann eine Achse richtig Gripp bekommt, dann kommts zur Kaltverformung, bzw. die Elastizitäten des Antriebsstrangs sind gefordert.
Fazit,
wenn Du keine Riesen Offroad-Einlagen planst und etwas Materialschonend fährst sollte das halten, garantieren wird das aber niemand.
Grüße
Hans-Josef
erst einmal muß ich einen Fehler korrigieren, nachdem ich die Getriebetabelle gesehen habe.
6.Gang 0,79 ist dann mit geringerem Drehmoment, da ich von 1/i ausgegangen bin.
Da oft die Quotienten der Zähnezahlen (also i) angegeben werden mal Ein- zu Ausgang oder umgekehrt. Obwohl dies per Definition festliegt.
Also in Deinem Fall ist dann 0,79 tatsächlich 0,79 und das entspricht dann 458Nm und nicht wie oben angegeben 816Nm.
Hier mal die einzelnen Momentwerte, wobei ich glaube das der Wirkungsgrad mit 0,9 zu hoch angesetzt ist (aber das ist der Standardwert im Maschinenbau)
Also, angenommen 0,9 Wirkungsgrad stimmt dann ergibt sich folgendes:
645Nm am Motor entsprechen dann am Getriebeausgang
1. Gang i=6,72 = 645*0,9*6,72 = 3900Nm oder 390daNm
2. Gang i=3,68 = 645*0,9*3,68 = 2136Nm
3. Gang i=2,15 = 645*0,9*2,15 = 1248Nm
4. Gang i=1,41 = 645*0,9*1,41 = 819Nm
5. Gang i=1,00 = 645*0,9*1,00 = 581Nm
6. Gang i=0,79 = 645*0,9*0,79 = 458Nm
Aus dem VG kommt bei Straßenübersetzung obiges * Wirkungsgrad also * 0,9
Bei Geländeuntersetzung
1. Gang 3900Nm * 0,9 * 1,723 = 6048Nm
6. Gang 458Nm * 0,9 * 1,723 = 710Nm
Dies sind die Eingangsmomente für die Achsen, das VTG verteilt diese Momente 1:2 , daher nur die entsprechende hälfte.
Wobei ich mir nicht sicher bin ob man dies so annehmen kann,
den wenn eine Achse gebremst und die andere frei ist und das VTG gesperrt, geht meines Erachtens das gesamte Moment auf diese Achse.
Da müßte mal ein kompetenter Mechaniker (Felix) was zu sagen.
Obige Momente gehen in die Achsen, aus den Achsen kommt dann
1. Gang (Gelände) 6048Nm * 0,9 * 6,442 = 35065Nm
6. Gang (Straße) 412Nm * 0,9 * 6,442 = 2338Nm
Das Getriebe wird demnach dem Motor gewachsen sein.
Das VTG könnte Schwierigkeiten im ersten Gang bekommen da kommen da evtl. 390daNm statt der erlaubten 314daNm (24%) an
Die Achsen werden im ersten Gang (Gelände) mit 6048Nm/2 =3024Nm belastet, dies ist nur knapp (5%) über dem erlaubten von 2890Nm.
Andererseits wenn serienmäßig der Motor 453Nm lieferte und ein Getriebe mit 360Nm verbaut war, so wurde dies ja auch mit 126% belastet.
Letztlich sind es aber nicht die Dauermomente die ein Getriebe zerstören sondern vielmehr die Stöße,
den dauerend kannst Du dem Getriebe eh nicht die Drehmomente abverlangen, es sei den Du fährst mit Hänger und Vollbeladen ständig 45° Steigungen hinauf.
Aber Stöße bekommt es öfter, wenn Du richtig im Schlamm baggerst (der Motor schon richtig Moment auf die Welle wuchtet)
und dann eine Achse richtig Gripp bekommt, dann kommts zur Kaltverformung, bzw. die Elastizitäten des Antriebsstrangs sind gefordert.
Fazit,
wenn Du keine Riesen Offroad-Einlagen planst und etwas Materialschonend fährst sollte das halten, garantieren wird das aber niemand.
Grüße
Hans-Josef
Hallo Hans-Josef,
ich komme gerade nach Hause und staune über deine Ausarbeitung!!!
Dankeschön!
Den ersten Gang brauche ich eigentlich nie - mit dem neuen Motor wohl erst recht nicht mehr. Bei den Achsen hatte ich die Gesamtübersetzung angegeben, die setzt sich wohl zusammen aus Planetengetriebe 3,579 und Kegeltrieb 27:15 ???
Offroadfahrer, fernab der Zivilisation bin ich mit Begeisterung und habe jetzt etwas Bedenken - was könnte ich machen damit ich Reserven bekomme? Besonders liebevolle Ölwechsel mit besonders gutem Öl?
Schönen Abend, Jochen
ich komme gerade nach Hause und staune über deine Ausarbeitung!!!
Dankeschön!
Den ersten Gang brauche ich eigentlich nie - mit dem neuen Motor wohl erst recht nicht mehr. Bei den Achsen hatte ich die Gesamtübersetzung angegeben, die setzt sich wohl zusammen aus Planetengetriebe 3,579 und Kegeltrieb 27:15 ???
Offroadfahrer, fernab der Zivilisation bin ich mit Begeisterung und habe jetzt etwas Bedenken - was könnte ich machen damit ich Reserven bekomme? Besonders liebevolle Ölwechsel mit besonders gutem Öl?
Schönen Abend, Jochen
Hey Jochen,
wie gesagt, das schlimmste sind Stöße, nicht das Dauermoment.
Wegen des Dauermomentes würde ich mir keine Sorgen machen. Dies kann ja nur auftreten wenn die Achsen das Moment tatsächlich abfordern.
Die 35065Nm müßen ja erst einmal irgendwie aufgebracht werden, will sagen die Reifen müßen dies mittels Grip irgendwohin bringen.
Selbst auf Asphalt würden die dann längs die Haftung verlieren und durchdrehen.
Denn zudem ist der Wagen nie voll belastet, oder fährst Du Einrädrig einen Hang hinauf?
Ich würde jemanden fragen der vielleicht eine ähnliche Konstellation hat.
Praktische Erfahrung ist in dem Fall mehr Wert als theoretische Überlegung.
Grüße
Hans-Josef
wie gesagt, das schlimmste sind Stöße, nicht das Dauermoment.
Wegen des Dauermomentes würde ich mir keine Sorgen machen. Dies kann ja nur auftreten wenn die Achsen das Moment tatsächlich abfordern.
Die 35065Nm müßen ja erst einmal irgendwie aufgebracht werden, will sagen die Reifen müßen dies mittels Grip irgendwohin bringen.
Selbst auf Asphalt würden die dann längs die Haftung verlieren und durchdrehen.
Denn zudem ist der Wagen nie voll belastet, oder fährst Du Einrädrig einen Hang hinauf?
Ich würde jemanden fragen der vielleicht eine ähnliche Konstellation hat.
Praktische Erfahrung ist in dem Fall mehr Wert als theoretische Überlegung.
Grüße
Hans-Josef
Guten Morgen Hans-Josef,
danke für die beruhigenden Worte...
Da hast du sicherlich recht!
Mal sehn wenn Felix dies liest - ob er auch zu diesem Fazit kommt???
Noch was - Die Kardanwellen müssen natürlich auch mehr übertragen. Früher, bei meinem Trialsport, habe ich nach erheblichen Leistungsaufrüstungen (>100%) nach Korkenzieherbildung, stärkere Wellen anfertigen lassen. Ich stelle mir aber vor, das das hier nicht erforderlich wäre? Da, ohne Wellendaten, eine Antwort zu verlangen ist wohl nicht möglich.
Einen schönen Tag, Jochen
danke für die beruhigenden Worte...
Da hast du sicherlich recht!
Mal sehn wenn Felix dies liest - ob er auch zu diesem Fazit kommt???
Noch was - Die Kardanwellen müssen natürlich auch mehr übertragen. Früher, bei meinem Trialsport, habe ich nach erheblichen Leistungsaufrüstungen (>100%) nach Korkenzieherbildung, stärkere Wellen anfertigen lassen. Ich stelle mir aber vor, das das hier nicht erforderlich wäre? Da, ohne Wellendaten, eine Antwort zu verlangen ist wohl nicht möglich.
Einen schönen Tag, Jochen
verdienen muß ist der seltener hier gängig.
Hallo Ihr,
ja, ja, bin ja schon da...
Da habt ihr aber schön gerechnet! Aber ich glaube es fehlt noch an einigen Grundsätzen, bevor die Zahlen etwas nützen:
Zuerst: Die Angaben der Getriebe sind doch sicher alles das Nenndrehmoment. Also 5.000-10.0000 Stunden dieses Drehmoment (Traditionell 1500UPM an der Eingangswelle) bei Nenndrehzahl, und das Getriebe ist hin.
Daher ist das leichte "360"er Getriebe in einem leichten 7,5t Auto immer noch problemlos, auch wenn der Motor 450Nm bringt. Im Durchschnitt fährt man den Motor bei dem Auto nämlich gar nicht auf vollem Drehmoment, sondern irgendwo bei 60%. Das selbe gilt für Achsen und VTG.
Schafft man sich bei diesem Drehmoment (Aus dem MAN 360Nm) Sicherheiten zum real gefahrenen Moment (450Nm * 0,6 = 270Nm), so erhöht man die theoretische Lebenserwartung des Fahrzeuges. In der Praxis ist diese aber irrelevant, das Leben unserer LKW wird nicht vom Verschleiß des Getriebes bestimmt, sondern von dem Zeitpunkt, an dem kein Öl mehr gefördert wird...
Es gibt aber auch ein Funktionsmoment. Das ist das maximale Drehmoment, bevor etwas zerreißt. D.h. dieses Moment darf nicht einmal kurzzeitig überschritten werden.
Dieses Moment bekommt man selten vom Hersteller genannt, aber bei normalen LKW-Bauteilen würde ich es etwa 5-10mal höher als das Nennmoment ansetzen. Bei Gelenkwellen wird dieses Moment durchaus mal mit angegeben. D.h. um bei einem 36er Getriebe das Gehäuse zu sprengen muss man schon mit 3000Nm daran Hebeln. Je gewichtsoptimierter Baugruppen sind, desto geringer der Abstand zwischen Nenn- und Funktionsmoment.
Ein Verteilergetriebe ist extra mit einem eher kleinen Nennmoment und einem hohen Funktionsmoment konstruiert: Es muss das um den Faktor 10 höhere Motordrehmoment im 1.Gang vertragen, aber die meisten Kilometer werden ja doch 1:1 im 5.Gang gefahren. Deswegen sind die Dinger auch so groß und schwer für ein 2-Gang-Getriebe. Ist das VTG sperrbar gilt für alles, was mit dem Abtrieb und dem Ausgleich zu tun hat noch ein ganz anderes Funktionsmoment: Das von Diffsperren.
Bei den Achsen spielt das Motordrehmoment beim Nennmoment evetuell noch eine Rolle. Hat man jedoch Differentialsperren kann man den Motor komplett vernachlässigen. Hier gilt: Maximales Moment in der Achse = Maximal auf dem Boden übertragbare Kraft. Achsen werden auch grundsätzlich nach Traglast und nicht nach Nennmoment eingestuft.
Also Moment am Rad = 0,8 (Haftreibung Asphalt) mal Hebel 620mm (für 14.00R20) mal Radlast (25kN bei 5t Achlast) = 12400Nm am Rad * 2 (Worst Case wenn Diff-Sperre vorhanden) = 25kNm mal Untersetzung Diff i = 6.5 (Achse 170d15) = 3800Nm am Differentialeingang bzw. am Ausgang vom VTG. (Und das ist sehr wenig, bei anderen Autos können an der Stelle noch ganz andere Dinge passieren...)
Soweit nur die statische Betrachtung. Dynamisch passieren ganz andere Hausnummern, die bei einer Betrachtung des Funktionsmoment nicht fehlen dürfen. Das meißte davon hat zu viele Parameter oder Dimensionen, um wirklich berechenbar zu sein, udn so kommt man nur mit Erfahrungswerten weiter. Ein paar Beispiele:
- Wenn Räder durchdrehen und dabei das Auto zu springen beginnt, gelten plötzlich viel höhere Radlasten und viel größere Drehmomente, da die Schwungmasse des Antriebsstranges bei dynamisch höheren Radlasten abgebremst werden. Das kann schnell mal ein Vielfaches des Nennmoments im kleinesten Gang bedeuten, und dann wird es eng mit dem Funktionsmoment und es brechen Antriebswellen.
- Ein Elektromotor hat ein konstates Drehmoment, ein Verbrennungsmotor nicht! 450Nm bei 1500UPM bedeutet, dass der LKW-Motor das selbe wie ein Elektromotor bei 1500UPM und 450Nm leistet. Über den Verlauf des Moments an der Welle sagt das aber leider nur so viel aus: "Im Duchschnitt sind es 450Nm"! Beim Verbrenner zieht nicht ein Magnet gleichmäßig an der Welle, sondern die Explosionen im Zylinder "boxen" stückweise die Welle weiter. Wenn der Hersteller also 450Nm bei einen Sechszylinder angibt, so schwankt das Drehmoment sechs mal in der Sekunde in etwa zwischen 540 und 375Nm (1,2 ist eine gängige "Stoßzahl" für einen 6-Zylinder)
Fazit: Der 450Nm Motor belastet das Getriebe an sich schon kurzzeitig mit 540Nm. Lässt man die Kupplung "schnalzen" bekommt man hier noch einmal ein Vielfaches des Drehmoments zusammen.
- Kardanwellen können bei starken Knickwinkel auch solche "Stöße" in den Antrieb bringen.
Daher muss man auch diese Dinge mit in seine Getriebebetrachtung aufnehmen:
- Wie erfahren bin ich als Fahrer (Bei betrachtung der Reserve in der Achse)
- Wie Ruhig läuft mein Motor. Deutz baut z.B. das selbe VTG hinter einen V6 und einen V8. Der V8 hat zwar mehr Drehmoment, dafür läuft er aber ruhiger. Am Ende nimmt sich das fürs Funktionsmoment kaum etwas...
- Ähnliches gilt für Drehmomentwandler: Diese erzeugen bis zu dem doppelten Motordrehmoment, dafür sind sie dabei aber sauber wie ein Elektromotor - also fürs Funktionsmoment kaum ein Problem.
Und vieles Mehr...
Ergebis Zusammengefasst:
- MAN versteht durchaus etwas vom LKW-Bau, auch wenn sie ein 36er Getriebe hinter einen Motor mit 450Nm schrauben. Nimmt man von den 450Nm nur die 60% die man im Mittel fährt passt das gut. Das Funktionsmoment wird sicher oberhalb von 2000Nm liegen und daher auch bei Kupplungsmissbarauch hinter dem Motor kein Problem sein.
- Ein 850er Getriebe hinter dem kleinen Motor ist totaler Overkill und eine Menge totes Gewicht. Bei einem 7,5t würde ich vor so ein 850er Getriebe auch einen 1500Nm V8 hängen: wie viele Sekunden kann man bei einem leichten LKW denn mit dem Drehmoment fahren? Bei 90 ist es Schluss... Eventuell noch nen Temperaturfühler dran, wenn man dann mal wirklich Stundenlang unter vollem Feuer durch den Weichsand wühlt. Schaut euch mal sportliche PKW an was für "Getriebchen" da oft mit 400Nm gekitzelt werden: Die Getriebchen würden bei Dauerlast überhitzen, haben nur einen Bruchteil der Lebenserwartung eines LKW Getriebes und für harten Einsatz genügt wahrscheinlich auch das Funktionsmoment nicht. Aber die Karren laufen auch 250.000km und mehr...
- Es gibt keinen globalen Zusammenhang zwischen Funktionsmoment (Zerreißen) und Nennmoment (5.000-10.000 Stunden Lebenserwartung): Schaltgetriebe und VTG haben oft das selbe Nennmoment, das Funktionsmoment liegt beim VTG aber um den Faktor 8-15 höher. Eventuell äussert sich ZF zum Funktionsmoment, eventuell ist das aber ein "Betriebsgeheimnis" und man muss auf allgemeine Erfahrungen zurück greifen.
- Das Funktionsmoment muss dynamisch (Also "black Magic") betrachtet werden. Hier kommt man nur mit Erfahrung weiter. Z.B. 4-6 Zylinder: Stoßzahl 1,2 , 8-12Zylinder: Stoßzahl 1.
MlG,
Felix
ja, ja, bin ja schon da...
Da habt ihr aber schön gerechnet! Aber ich glaube es fehlt noch an einigen Grundsätzen, bevor die Zahlen etwas nützen:
Zuerst: Die Angaben der Getriebe sind doch sicher alles das Nenndrehmoment. Also 5.000-10.0000 Stunden dieses Drehmoment (Traditionell 1500UPM an der Eingangswelle) bei Nenndrehzahl, und das Getriebe ist hin.
Daher ist das leichte "360"er Getriebe in einem leichten 7,5t Auto immer noch problemlos, auch wenn der Motor 450Nm bringt. Im Durchschnitt fährt man den Motor bei dem Auto nämlich gar nicht auf vollem Drehmoment, sondern irgendwo bei 60%. Das selbe gilt für Achsen und VTG.
Schafft man sich bei diesem Drehmoment (Aus dem MAN 360Nm) Sicherheiten zum real gefahrenen Moment (450Nm * 0,6 = 270Nm), so erhöht man die theoretische Lebenserwartung des Fahrzeuges. In der Praxis ist diese aber irrelevant, das Leben unserer LKW wird nicht vom Verschleiß des Getriebes bestimmt, sondern von dem Zeitpunkt, an dem kein Öl mehr gefördert wird...
Es gibt aber auch ein Funktionsmoment. Das ist das maximale Drehmoment, bevor etwas zerreißt. D.h. dieses Moment darf nicht einmal kurzzeitig überschritten werden.
Dieses Moment bekommt man selten vom Hersteller genannt, aber bei normalen LKW-Bauteilen würde ich es etwa 5-10mal höher als das Nennmoment ansetzen. Bei Gelenkwellen wird dieses Moment durchaus mal mit angegeben. D.h. um bei einem 36er Getriebe das Gehäuse zu sprengen muss man schon mit 3000Nm daran Hebeln. Je gewichtsoptimierter Baugruppen sind, desto geringer der Abstand zwischen Nenn- und Funktionsmoment.
Ein Verteilergetriebe ist extra mit einem eher kleinen Nennmoment und einem hohen Funktionsmoment konstruiert: Es muss das um den Faktor 10 höhere Motordrehmoment im 1.Gang vertragen, aber die meisten Kilometer werden ja doch 1:1 im 5.Gang gefahren. Deswegen sind die Dinger auch so groß und schwer für ein 2-Gang-Getriebe. Ist das VTG sperrbar gilt für alles, was mit dem Abtrieb und dem Ausgleich zu tun hat noch ein ganz anderes Funktionsmoment: Das von Diffsperren.
Bei den Achsen spielt das Motordrehmoment beim Nennmoment evetuell noch eine Rolle. Hat man jedoch Differentialsperren kann man den Motor komplett vernachlässigen. Hier gilt: Maximales Moment in der Achse = Maximal auf dem Boden übertragbare Kraft. Achsen werden auch grundsätzlich nach Traglast und nicht nach Nennmoment eingestuft.
Also Moment am Rad = 0,8 (Haftreibung Asphalt) mal Hebel 620mm (für 14.00R20) mal Radlast (25kN bei 5t Achlast) = 12400Nm am Rad * 2 (Worst Case wenn Diff-Sperre vorhanden) = 25kNm mal Untersetzung Diff i = 6.5 (Achse 170d15) = 3800Nm am Differentialeingang bzw. am Ausgang vom VTG. (Und das ist sehr wenig, bei anderen Autos können an der Stelle noch ganz andere Dinge passieren...)
Soweit nur die statische Betrachtung. Dynamisch passieren ganz andere Hausnummern, die bei einer Betrachtung des Funktionsmoment nicht fehlen dürfen. Das meißte davon hat zu viele Parameter oder Dimensionen, um wirklich berechenbar zu sein, udn so kommt man nur mit Erfahrungswerten weiter. Ein paar Beispiele:
- Wenn Räder durchdrehen und dabei das Auto zu springen beginnt, gelten plötzlich viel höhere Radlasten und viel größere Drehmomente, da die Schwungmasse des Antriebsstranges bei dynamisch höheren Radlasten abgebremst werden. Das kann schnell mal ein Vielfaches des Nennmoments im kleinesten Gang bedeuten, und dann wird es eng mit dem Funktionsmoment und es brechen Antriebswellen.
- Ein Elektromotor hat ein konstates Drehmoment, ein Verbrennungsmotor nicht! 450Nm bei 1500UPM bedeutet, dass der LKW-Motor das selbe wie ein Elektromotor bei 1500UPM und 450Nm leistet. Über den Verlauf des Moments an der Welle sagt das aber leider nur so viel aus: "Im Duchschnitt sind es 450Nm"! Beim Verbrenner zieht nicht ein Magnet gleichmäßig an der Welle, sondern die Explosionen im Zylinder "boxen" stückweise die Welle weiter. Wenn der Hersteller also 450Nm bei einen Sechszylinder angibt, so schwankt das Drehmoment sechs mal in der Sekunde in etwa zwischen 540 und 375Nm (1,2 ist eine gängige "Stoßzahl" für einen 6-Zylinder)
Fazit: Der 450Nm Motor belastet das Getriebe an sich schon kurzzeitig mit 540Nm. Lässt man die Kupplung "schnalzen" bekommt man hier noch einmal ein Vielfaches des Drehmoments zusammen.
- Kardanwellen können bei starken Knickwinkel auch solche "Stöße" in den Antrieb bringen.
Daher muss man auch diese Dinge mit in seine Getriebebetrachtung aufnehmen:
- Wie erfahren bin ich als Fahrer (Bei betrachtung der Reserve in der Achse)
- Wie Ruhig läuft mein Motor. Deutz baut z.B. das selbe VTG hinter einen V6 und einen V8. Der V8 hat zwar mehr Drehmoment, dafür läuft er aber ruhiger. Am Ende nimmt sich das fürs Funktionsmoment kaum etwas...
- Ähnliches gilt für Drehmomentwandler: Diese erzeugen bis zu dem doppelten Motordrehmoment, dafür sind sie dabei aber sauber wie ein Elektromotor - also fürs Funktionsmoment kaum ein Problem.
Und vieles Mehr...
Ergebis Zusammengefasst:
- MAN versteht durchaus etwas vom LKW-Bau, auch wenn sie ein 36er Getriebe hinter einen Motor mit 450Nm schrauben. Nimmt man von den 450Nm nur die 60% die man im Mittel fährt passt das gut. Das Funktionsmoment wird sicher oberhalb von 2000Nm liegen und daher auch bei Kupplungsmissbarauch hinter dem Motor kein Problem sein.
- Ein 850er Getriebe hinter dem kleinen Motor ist totaler Overkill und eine Menge totes Gewicht. Bei einem 7,5t würde ich vor so ein 850er Getriebe auch einen 1500Nm V8 hängen: wie viele Sekunden kann man bei einem leichten LKW denn mit dem Drehmoment fahren? Bei 90 ist es Schluss... Eventuell noch nen Temperaturfühler dran, wenn man dann mal wirklich Stundenlang unter vollem Feuer durch den Weichsand wühlt. Schaut euch mal sportliche PKW an was für "Getriebchen" da oft mit 400Nm gekitzelt werden: Die Getriebchen würden bei Dauerlast überhitzen, haben nur einen Bruchteil der Lebenserwartung eines LKW Getriebes und für harten Einsatz genügt wahrscheinlich auch das Funktionsmoment nicht. Aber die Karren laufen auch 250.000km und mehr...
- Es gibt keinen globalen Zusammenhang zwischen Funktionsmoment (Zerreißen) und Nennmoment (5.000-10.000 Stunden Lebenserwartung): Schaltgetriebe und VTG haben oft das selbe Nennmoment, das Funktionsmoment liegt beim VTG aber um den Faktor 8-15 höher. Eventuell äussert sich ZF zum Funktionsmoment, eventuell ist das aber ein "Betriebsgeheimnis" und man muss auf allgemeine Erfahrungen zurück greifen.
- Das Funktionsmoment muss dynamisch (Also "black Magic") betrachtet werden. Hier kommt man nur mit Erfahrung weiter. Z.B. 4-6 Zylinder: Stoßzahl 1,2 , 8-12Zylinder: Stoßzahl 1.
MlG,
Felix
Guten Abend,
ich komm gerade rein - wieder ist ein schöner Schraubertag in der Halle zu Ende!
Hans-Josef und Felix was kloppt ihr mir hier Klamotten um die Ohren, ist ja unglaublich was ihr so gelernt habt und anzuwenden wisst!
Alle Achtung!
Ich habe heute nochmals nachgeschaut, meine Achsübersetzung ist 6,04 nicht 6,442 wenn ich euch richtig verstanden habe geht das dann belastungsmäßig in die positive Richtung.
Ich nehme eure Aussage dann als Startsignal für den Motorumbau! (Ohne Regressansprüche!!!)
Übrigens das 6S850 Getriebe wiegt kaum mehr als das VW-Getriebe, ich habe schon viel an Autos verändert - so ein positives Erfolgserlebnis wie mit diesem Getriebe habe ich noch nicht erlebt! Der sechste Gang ist fast wie bei einer Automatik "D". Wie mag das erst mit fast der Hälfte mehr Drehmoment sein?
Also nochmals - ich bin auf euch und dieses Forum stolz!!!
Schönen Abend, Jochen
ich komm gerade rein - wieder ist ein schöner Schraubertag in der Halle zu Ende!
Hans-Josef und Felix was kloppt ihr mir hier Klamotten um die Ohren, ist ja unglaublich was ihr so gelernt habt und anzuwenden wisst!
Alle Achtung!
Ich habe heute nochmals nachgeschaut, meine Achsübersetzung ist 6,04 nicht 6,442 wenn ich euch richtig verstanden habe geht das dann belastungsmäßig in die positive Richtung.
Ich nehme eure Aussage dann als Startsignal für den Motorumbau! (Ohne Regressansprüche!!!)
Übrigens das 6S850 Getriebe wiegt kaum mehr als das VW-Getriebe, ich habe schon viel an Autos verändert - so ein positives Erfolgserlebnis wie mit diesem Getriebe habe ich noch nicht erlebt! Der sechste Gang ist fast wie bei einer Automatik "D". Wie mag das erst mit fast der Hälfte mehr Drehmoment sein?
Also nochmals - ich bin auf euch und dieses Forum stolz!!!
Schönen Abend, Jochen
Hallo Jochen,
@Felix
Toll ausgeführt und vor allem fantastisch untermalt mit Praxiswissen.
Immer wieder schön solche Ausführungen von Dir zu lesen.
@Jochen
Ganze Berechnungen hin und her. Wenn einer die Materie kennt und noch dazu über Praxiswissen verfügt, wie Felix.
Ist das gesagte sicherer als die Bibel.
Grüße
Hans-Josef
Da spricht jemand der so was gelernt hat.Da habt ihr aber schön gerechnet! Aber ich glaube es fehlt noch an einigen Grundsätzen, bevor die Zahlen etwas nützen:
@Felix
Toll ausgeführt und vor allem fantastisch untermalt mit Praxiswissen.
Immer wieder schön solche Ausführungen von Dir zu lesen.
@Jochen
Ganze Berechnungen hin und her. Wenn einer die Materie kennt und noch dazu über Praxiswissen verfügt, wie Felix.
Ist das gesagte sicherer als die Bibel.
Grüße
Hans-Josef
Hallo Hans-Josef,
Es sind auch nur Grundsätze, im Detail muss bei einer solchen Änderung alles einzeln abgeschätzt werden. Bei diesem Projekt würde ich da das VTG und die Kardanwellen am ehesten überprüfen.
Die Zahl 60% Auslastung für den Motor ist übrigens aus der Luft gegriffen, ich meine sie gilt für PKW. Um was man seinen Motor wirklich belastet kann man etwas über den Verbrauch abschätzen: Bei meinem 170er: 240ml/kWh im Mittel, bei max 130kW = 31l/h maximal. Jahresdurchschnittsverbrauch 23l/100km, durchschnitt 85km/h = 19,5l/Stunde. So kommt man in etwa auf einen zu 2/3 ausgenutzten Motor im Autobahnbetrieb. Betriebsstunden im Stadtverkehr lassen sich eh nur ganz schwierig für die Lebenserwartung einschätzen.
MlG,
Felix
Damit keine Mussverständnisse aufkommen: ich habe das nicht gelernt. (Ich bin Informatiker, aber in einem Maschinenbaubetrieb tätig) Ich habe nur in der Freizeit hin und wieder Fachbücher gelesen und aufmerksam dem gelauscht, was anderen so schief gegangen ist.Da spricht jemand der so was gelernt hat.
Es sind auch nur Grundsätze, im Detail muss bei einer solchen Änderung alles einzeln abgeschätzt werden. Bei diesem Projekt würde ich da das VTG und die Kardanwellen am ehesten überprüfen.
Die Zahl 60% Auslastung für den Motor ist übrigens aus der Luft gegriffen, ich meine sie gilt für PKW. Um was man seinen Motor wirklich belastet kann man etwas über den Verbrauch abschätzen: Bei meinem 170er: 240ml/kWh im Mittel, bei max 130kW = 31l/h maximal. Jahresdurchschnittsverbrauch 23l/100km, durchschnitt 85km/h = 19,5l/Stunde. So kommt man in etwa auf einen zu 2/3 ausgenutzten Motor im Autobahnbetrieb. Betriebsstunden im Stadtverkehr lassen sich eh nur ganz schwierig für die Lebenserwartung einschätzen.
MlG,
Felix
Zuletzt geändert von felix am 2008-09-17 13:04:19, insgesamt 1-mal geändert.
Hallo,
ich habe mir das ganze mal ausgedruckt und nochmals zu Gemüte geführt und nachdem bei der tatsächlichen Übersetzung der Achsen auch deren Nennbelastbarkeit innerhalb der Grenzen ist, werde ich den Umbau durchführen. Der Motor ist schon meiner! Zuerst werde ich aber alles andere fertigstellen. (...obwohl, so viel Arbeit ist der Umbau nicht - Luftansaugung und Auspuffanschluss ändern - das ist es wohl...)
Wie schaut es mit dem Luftfilter aus, muss der evtl auch vergrößert werden? Habt ihr auch dafür eine Berechnungsmöglichkeit?
Hans-Josef und Felix, ihr habt natürlich bei einem Treffen eine Probefahrt frei (vom Kaltgetränk gar nicht zu sprechen...)
Schönen Abend, Jochen
ich habe mir das ganze mal ausgedruckt und nochmals zu Gemüte geführt und nachdem bei der tatsächlichen Übersetzung der Achsen auch deren Nennbelastbarkeit innerhalb der Grenzen ist, werde ich den Umbau durchführen. Der Motor ist schon meiner! Zuerst werde ich aber alles andere fertigstellen. (...obwohl, so viel Arbeit ist der Umbau nicht - Luftansaugung und Auspuffanschluss ändern - das ist es wohl...)
Wie schaut es mit dem Luftfilter aus, muss der evtl auch vergrößert werden? Habt ihr auch dafür eine Berechnungsmöglichkeit?
Hans-Josef und Felix, ihr habt natürlich bei einem Treffen eine Probefahrt frei (vom Kaltgetränk gar nicht zu sprechen...)
Schönen Abend, Jochen