Diagramm Steigfähigkeit / Leistung / Geschwindigkeit (Update mit Drehmoment)

[escubic]

Anbei ein Diagramm zur der Performance am Berg meiner Super Soco TC: Geschwindigkeit, Motorleistung in Abhängigkeit von der Steigung.

** Update: mit Drehmoment, Finetuning bei Luft- und Rollwiderstand **

Es ist in Johannes-Kepler-Manier entstanden: Messen, dann ein Modell finden und danach die Daten an das Modell anpfuschen so dass die Kurven "gut" aussehen. Die Wirklichkeit ist bestimmt etwas komplexer. Ich musste als freie Parameter noch cw-Wert, Frontfläche und Rollwiderstandskoeffizient raten. Ich habe sie so genommen dass das Diagramm vernünftig aussieht und mit den Literaturwerten übereinstimmt.

Gut sichtbar der Abfall der Motorleistung unterhalb von 23 km/h bzw. oberhalb von 13% Hangneigung.

[escubic]

Dasselbe Diagramm nun als Funktion der Geschwindigkeit aufgetragen.

Die Geschwindigkeit (reale GPS-Geschwindigkeit, nicht die vom Lügentacho angezeigte) ist von links nach rechts auf der x-Achse aufgetragen (0 bis 70 km/h, entsprechend Tacho 0 bis 80 km/h).

Die maximal bei der Geschwindigkeit noch fahrbare Steigung ist in magenta Aufgetragen, in Prozent. Gilt bei einem Fahrzeuggewicht von brutto 195 kg (2 Akkus, Paralleler, 94 kg Fahrer, 5 kg Lederklamotten). Bei Stillstand sind 21,5% drin, bei 63 km/h kann in der Ebene gefahren werden (0%). Um 70 km/h zu erreichen braucht man schon ein Gefälle von 5,5%.

Mit steigender Geschwindigkeit explodiert auch der Windwiderstand (blau). Angegeben in % vom Maximalwert 2000 W. Zum Beispiel ist der Windwiderstand bei 44 km/h 20% von 2000 W also 400 W.

Die bei maximaler Beschleunigung vom Motor abgegebene mechanische Leistung ist in gelb angegeben. Auch diese Werte sind %-Werte und beziehen sich auf 2000 W. Bei 44 km/h also z.B. 96% von 2 kW also 1,92 kW wie auch im COC Dokument angegben. Diese 1920 W stehen für die Überwindung des Windwiderstandes (400 W) und des Rollwiderstandes (hier nicht angegeben, laut Formel 354 W also schon weniger als der Windwiderstand) zur Verfügung. Verbleiben noch 1920 - 400 - 354 = 1166 W für die Beschleunigung oder Bergfahrt. Es vollkommen normal dass die Leistung zunächst linear zunimmt und dann ab dem Optimum bei 30 km/h (Tacho 34 km/h) wieder abfällt. Dass die Leistung weniger als linear bis zum Optimum zunimmt zeigt ein Auslegungsproblem der Super Soco und wird von Fahrern allgemein als "zu wenig Leistung zwischen 10 und 30 km/h" wahrgenommen.

In grün ist das maximale Drehmoment zu sehen, das nur bei minimalen Geschwindigkeiten unter ca. 10 km/h sein Maximum (ca. 115 Nm) annimmt und dann viel zu früh abnimmt. Das viel zu niedrige Maximum kommt durch die Begrenzung des Anfahrstroms auf 40A DC. Der Motor soll ja bis zu 150 Nm können. Oberhalb von ca. 63 km/h scheint der Motor komplett abzuschalten. Ein viel besseres Fahrgefühl wäre zu erwarten wenn das Drehmoment bis 30 km/h, dem Leistungsoptimum maximal bliebe - leider tut es das nicht.

Alle Messwerte sind bei Bergfahrten gewonnen mit Lidar-vermessenen Fahrbahnen und GPS-Tacho.

SuperSocoTC2.pdf

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[MEroller]

Wunderschön, so mache ich das auch, alles über die Geschwindigkeit auftragen

[escubic]

mit den Diagrammen kann ich nun auch eine der existenziellen Fragen beim Serpentinenkurvenfahren in den Bergen beantworten:

Soll ich auf der Innenseite der Kurve den Berg hoch fahren - die ist viel kürzer aber dafür steiler
oder besser an der Außenseite der Kurve den Berg hoch - die ist deutlich länger aber weniger steil?

Was ist besser? Kurzer steiler Weg oder langer flacher Weg?

Die Antwort ist im Diagramm für "Höhengewinn". Da sieht man dass die TC am effizientesten an Höhe gewinnt bei
einer Geschwindigkeit von 25-30 km/h bei ca. 10-12% Steigung, nämlich 3 km Höhengewinn pro Stunde. Bei noch stärkeren Steigungen ist der Weg zwar kürzer aber der Motor arbeitet deutlich ineffizienter und schafft weniger Höhe in der gleichen Zeit. Bei noch flacheren Straßen ist die TC zwar schneller aber wegen der Flachheit der Straße gewinnt man auch nicht ausreichend schnell an Höhe.

Die Antwort beim Serpentinenfahren lautet also: Wähle die Kurvenseite, an der Du 25-30 km/h (Tacho 30-35) fahren kannst. Das ist bergauf meist die längere Außenseite der Serpentine. Kurvenschneiden lohnt also nur in der Ebene oder bergab.

[Peter51]

Arbeitest wohl in der Sternenwarte, welche im Hintergrund zu sehen ist? Höchste Leistung bei 50..67% der max. Drehzahl deckt sich mit Motor-Diagrammen von QS-Motor.