{"id":450,"date":"2021-02-03T12:48:32","date_gmt":"2021-02-03T12:48:32","guid":{"rendered":"https:\/\/gaffel-drachen.de\/?page_id=450"},"modified":"2023-06-13T18:57:58","modified_gmt":"2023-06-13T18:57:58","slug":"elektro-verbrenner","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/gaffel-drachen.de\/index.php\/elektro-verbrenner\/","title":{"rendered":"Elektro gegen Verbrenner"},"content":{"rendered":"\n

Magst du Physik? Wir schon. Sie erkl\u00e4rt uns, was um uns herum passiert. Das Sch\u00f6ne ist, es funktioniert auch, ohne dass wir es verstehen.<\/p>\n\n\n\n

Hier haben wir etwas Theorie f\u00fcr dich.<\/p>\n\n\n

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Leistungsdiagramm: Drehmoment aufgetragen \u00fcber der Drehzahl<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

In diesem Diagramm siehst du den Arbeitsbereich eines Elektromotors. Auf der Y-Achse ist das Drehmoment an der Welle und auf der X-Achse die Drehzahl an der Welle. <\/p>\n\n\n\n

Ein Motor, der langsam dreht und eine hohe Kraft besitzt, hat die gleiche Leistung wie ein Motor mit einer kleineren Kraft, der daf\u00fcr schnell dreht. Der Elektromotor kann beides (und auch alles dazwischen). Daher braucht er meist gar kein Getriebe.<\/p>\n\n\n

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Der Verbrennungsmotor kann das nicht. Bis zur Leerlaufdrehzahl hat er nur Kraft f\u00fcr sich selbst – danach steigt seine Leistungsbereitschaft bis zum Punkt der maximalen Leistung und dann ist meistens sofort Schluss. Ein typischer 8PS Au\u00dfenborder hat gerade mal 10Nm Drehmoment bei 4800U\/min anzubieten.<\/p>\n\n\n\n

Ein Propeller, der sich im Wasser drehen soll, ben\u00f6tigt aber von Anfang an Kraft (Drehmoment) und diese Kraft steigt dann auch noch quadratisch mit der Drehzahl an. (Dadurch nimmt der Leistungsbedarf \u00fcbrigens kubisch zu).<\/p>\n\n\n

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Messreihe in 100U\/min Schritten an einem 140er Ringpropeller im Wasserbecken<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Um einen vern\u00fcnftigen Propeller antreiben zu k\u00f6nnen, muss der Leistungsbereich eines Verbrenners also durch ein Getriebe in niedrigere Drehzahlen verlegt werden.<\/p>\n\n\n

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Typische Getriebe\u00fcbersetzung eines Au\u00dfenborders<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Dadurch hat er aber nicht mehr Leistung – sondern nur mehr Kraft. Genau genommen hat er dadurch sogar weniger Leistung, denn im Getriebe geht etwas davon als W\u00e4rme verloren (ca. 6%).<\/p>\n\n\n\n

Der Verbrennungsmotor hat also nie eine komplette Leistungshyperbel. Da er bei geringen Drehzahlen nur geringe Kraft hat, ist seine Leistung hier besonders gering.<\/p>\n\n\n

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Das Getriebe wandelt Drehzahl gegen Drehkraft unter leichten Verlusten<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die gestrichelte blaue Linie zeigt die Leistungsgrenze des Verbrennungsmotors. Die gr\u00fcn-gestrichelte Linie zeigt, wie sie durch das Getriebe verschoben wird. Die schwarz-gestrichelten Linien sind Hyperbeln gleicher Leistung.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr den Idealfall l\u00e4sst sich der Propeller passend zu Motor und Getriebe optimieren. Die Bootsgeschwindigkeit durch das Wasser ist auch noch wichtig f\u00fcr die Idealabstimmung.<\/p>\n\n\n

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Idealabstimmung – der Propeller reizt die Leistungskurve maximal aus<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Wenn sich jetzt aber etwas an den Idealbedingungen \u00e4ndert, bleibt der Verbrennungsmotor weit von seiner theoretischen Leistungsf\u00e4higkeit entfernt. Er ist nicht elastisch genug, um auf Ver\u00e4nderungen reagieren zu k\u00f6nnen. (Man br\u00e4uchte ein Getriebe mit verschiedenen G\u00e4ngen).<\/p>\n\n\n\n

Aus dem Grund werden Verbrennungsmotoren f\u00fcr Boote meist viel h\u00f6her ausgelegt als eigentlich n\u00f6tig. (Damit du immer unterhalb der Leistungskurve propellern kannst).<\/p>\n\n\n

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Typische Streuung einer Propellerkennlinie<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Jetzt wei\u00dft du auch, warum ein „kleinerer“ Elektromotor genau so gut sein kann, wie ein st\u00e4rkerer Verbrennungsmotor. Er hat Drehmoment! Immer und fast \u00fcberall. <\/p>\n\n\n\n

Und das Beste ist: Bei halber Drehzahl ben\u00f6tigt man ja nur 1\/4 der Kraft und sogar nur 1\/8 der Leistung. Der Verbrennungsmotor verbraucht 2,5 Liter\/Stunde unter Volllast, 2 L\/h in der Teillast aber weiterhin 1 L\/h selbst im Leerlauf.<\/p>\n\n\n\n

Der Elektromotor ist da viel umweltfreundlicher und geht mit der Energie sparsam um. Er „nimmt sich“ bei halber Drehzahl auch nur 1\/8 der Energie aus der Batterie.<\/p>\n\n\n\n

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Weiter geht es mit:<\/p>\n\n\n\n

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Motorauswahl<\/a><\/div>\n\n\n\n
Motor und Technik<\/a><\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Magst du Physik? Wir schon. Sie erkl\u00e4rt uns, was um uns herum passiert. Das Sch\u00f6ne ist, es funktioniert auch, ohne dass wir es verstehen. Hier haben wir etwas Theorie f\u00fcr dich. In diesem Diagramm siehst du den Arbeitsbereich eines Elektromotors. Auf der Y-Achse ist das Drehmoment an der Welle und auf der X-Achse die Drehzahl an der Welle. Ein Motor,<\/p>\n

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