Wissen:Drehmoment

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Oft gibt es Diskussionen über Drehmoment vs. Leistung von Dieseln und Benzinern, speziell über die Themen 335i vs. 335d und 335i vs. M3. Die Verfechter von Diesel- bzw. Hochdrehzahlmotoren werfen dann mit Begriffen wie Leistungsgewicht oder Drehmoment nur so um sich.

Die Verfechter des 335d sagen: Der 335d hat mehr Drehmoment, ist also besser. Die 335i-Fans sagen dann: Der 335i hat mehr Leistung, ist also schneller. Dann kommen die M3-Fans und sagen, der M3 hat noch mehr Leistung, ist also noch besser. Darauf entgegnen die 335i-Fans, der 335i habe bei niedrigen Geschwindigkeiten mehr Drehmoment und sei dort überlegen. Außerdem haben sie sich neulich mit einem Porsche Turbo / Lamborghini / Ferrari angelegt und der sei kaum weggekommen. Wir stellen also fest: der 335i gewinnt offenbar immer.

Was ist nun richtig?

Thema "Drehmoment vs. Leistung"

Leistung ist physikalisch Drehmoment (also Kraft, die an einem bestimmten Punkt des Rades angreift) mal Drehzahl. Das was den Wagen vorantreibt, ist die Kraft. Allerdings werden hier allzu oft Äpfel mit Birnen verglichen, denn hier spielen noch ein paar andere Dinge hinein:

Das Motordrehmoment wird durch das Getriebe untersetzt. Da die Drehzahl bei Dieseln geringer ist, muss die Untersetzung zum Erreichen der gleichen Geschwindigkeit im selben Gang stärker sein. Meist ist das im Verhältnis der Maximaldrehzahlen der Fall. Dreht also ein Benziner mit 6000 RPM und ein Diesel nur mit 4000 RPM, dann ist die Untersetzung des Benziners um 1/3 kürzer - das Raddrehmoment wird also erhöht. Hätten diese Fahrzeuge z.B. 400 bzw. 600 Nm Motordrehmoment, so wäre im selben Gang das Raddrehmoment gleich! Übrigens wirkt dieses Raddrehmoment beschleunigend auf die Masse des Fahrzeugs, das Gewicht spielt also ebenfalls eine Rolle - bei höheren Geschwindigkeiten dann auch noch der Luftwiderstand (Luftaufstandsfläche A mal Luftwiderstandsbeiwert cW).

Hinzu kommt, dass beim Diesel die Drehmomentkurve einen Buckel aufweist, so dass das Drehmoment bei Maximaldrehzahl oft nur 2/3 des maximalen Drehmoments erreicht, während bei (Saug-)Benzinern das Drehmoment dort nur um 10-20% abfällt. Dadurch wirken Diesel bei höheren Drehzahlen oft "zäh", man muss früh hochschalten und hat dann noch weniger Raddrehmoment wegen des höheren Gangs.

Die Dieselfans halten dann oft entgegen, dass sie dafür "untenrum mehr Bumms" hätten. Das ist eine Fehlinterpretation unserer Sinne: Der starke Anstieg des Motordrehmoments im niedrigen Drehzahlbereich (bedingt durch den Turbo) bewirkt eine Änderung der Kraft - unsere Sinne nehmen aber den "Ruck", d.h. die zweite Ableitung der Geschwindigkeit stärker wahr als die Beschleunigung selbst (die erste Ableitung). Deshalb wird die objektive Anfahrschwäche des Diesels subjektiv falsch als starke Beschleunigung wahrgenommen. Hinzu kommt, dass der optimale Drehzahlbereich des Diesels im mittleren Bereich liegt, weshalb diese bei "Ampelrennen" sehr unangestrengt wirken. Ein Benziner müsste hoch drehen, um den selben Effekt zu erzielen - das sieht dann aber uncool aus bzw. hört sich angestrengt an.


Thema Leistungsgewicht

Es ist schon so, dass das Leistungsgewicht in diesem Motorisierungsbereich (nämlich unterhalb von ca. 7kg/PS) für die Beschleunigung auf 100km/h nicht mehr eine so herausragende Rolle spielt. Die Traktion ist bei niedrigen Geschwindigkeiten ein essentieller Punkt, insofern sind die magischen "Kleiner 4 Sekunden" so richtig fast nur von Allradlern oder Heckmotorfahrzeugen (noch besser: beides) zu knacken. Um von 5 auf 4 Sekunden zu kommen, braucht es eben mehr als nur reine Mehrleistung.

Radzugkraft M3 (rot) vs. 335i (blau)

Tatsächlich nimmt deshalb z.B. ein M3 bis 150km/h einem 335i die Wurst nicht (so stark) vom Teller, darüber sieht es aber ganz anders aus. Allerdings sind Berichte darüber, dass der 335i untenrum stärker ist, komplett übertrieben, siehe Bild (zeigt die Radzugkräfte beim 335i Automatik in blau, beim M3 DKG (nur Gänge 1-6) in rot, die Wagen sind annähernd gleich schwer). Oberhalb von 20km/h gibt es keinen Bereich, in dem das der Fall wäre (und unterhalb davon ist es angesichts mangelnder Traktion egal) und ab ca. 200km/h wird es ganz bitter. Das kann man natürlich mit Tuning massiv ändern - wie haltbar das ist, ist eine andere Frage.

Hinzu kommt, dass beim 335i zumindest ungetunt der Leistungsverlauf so ist, dass er zwischen 5500 und 7000 RPM praktisch immer Maximalleistung (nicht: Drehmoment!) hat, was das Finden des richtigen Gangs sehr einfach macht (auch für die Automatik bzw. das DKG), man sieht es schön an den flachen Schnittpunkten der blauen Linien bei 170, 210 und 250km/h.

Fazit

Festzuhalten bleibt: Ein 335i ist ein nettes Gesamtpaket, der Verbrauch ist niedriger als beim M3, im Bereich von relevanten Straßengeschwindigkeiten ist er fast gleich schnell und durch Tuning lässt er sich auf das gleiche Niveau heben (Beispiel Alpina B3S). Durch den Turbo kann man damit Ampelrennen auch leise gewinnen. Einen M3 nennenswert zu tunen ist wesentlich teurer, weil er per se keinen Turbo hat. Allerdings kann der 335i einem M3 beim Fahrwerk nicht das Wasser reichen, das Sperrdifferential tut ein übriges, ganz zu Schweigen vom V8-Motorgeräusch. Wenn man den 335i auf das annähernd gleiche Niveau bringen will wie ein M3, wird die Investition ca. 8000 Euro betragen (3000€ für Sperrdifferential, 2000€ für Chiptuning, 3000€ für Fahrwerk), dafür drohen Garantieverlust und hoher Wertverfall. Der 335d braucht noch weniger Sprit, ist kaum langsamer, fährt sich aber weniger inspirierend. Die typischen Dieseltugenden hat er dem 335i aufgrund von dessen Turbos auch nicht voraus - mit Ausnahme des Verbrauchs natürlich.

Allerdings: Von München nach Hannover würde sogar ein 330d das Rennen machen - aufgrund der fehlenden Tankpausen.

Ich glaube, ich kann das ziemlich gut einschätzen, weil ich ein paar Jahre einen 335i hatte und jetzt einen M3 und einen GLK mit 3 Liter Diesel fahre.

Turbomotoren haben eben unbezweifelbar einen gewissen Kick - je stärker die Turbounterstützung, desto heftiger fällt der aus. Für die reine Möglichkeit der Beschleunigung ist aber die reine Leistung entscheidend. Deshalb objektiv keine Frage: M3 > 335i > GLK bzw. 330d.

Aber: Im Stadtverkehr ist ein Diesel trotzdem nicht zu verachten, denn beim Ampelrennen hat der den großen Vorteil, dass er eben keinen Höllenlärm macht, sondern wie ein Bulle mit 2500 UPM davonzieht. Klar gesagt: Wenn ich mit meinem M3 den GLK verblasen will, kann ich das - nur hört das dann das gesamte Viertel.

Abgesehen davon wirkt sich der Unterschied erst bei höheren Geschwindigkeiten wirklich aus. Als Beispiel: Wenn ein M3 und ein GLK an der Ampel 2 Sekunden lang beschleunigen, hat der M3 danach 63 km/h, der GLK 49 km/h drauf (und schon im 2. Gang). Die zurückgelegte Strecke ist beim M3 17,8m, beim GLK 15,6m - das heißt, der M3 ist gerade eine halbe Wagenlänge vorne. Das reicht im Ort nicht einmal, um z.B. bei einer Verengung auf eine Fahrbahn vor dem GLK einzuscheren (mal ganz abgesehen davon, wie peinlich die Aktion bei 8400 UPM a) aussieht und b) sich anhört).

Würde man weiterbeschleunigen, ist der M3 nach 5 Sekunden auf 119 km/h, der GLK auf 89 km/h und die Wegstrecken sind 95m bzw. 75m, dann ist der M3 schon fast 5 Wagenlängen vorn. In der Stadt bewegen wir uns da allerdings schon lange im Bereich von Punkten...


Sysadm 10:21, 24. Aug. 2011 (CEST)