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  Drehmoment-Modell




Es gibt kaum einen zentraleren Begriff im Motormanagement. Er ist das Salz in der Suppe. Obwohl wir häufig noch ein Auto nach der Leistung kaufen, meinen wir doch eigentlich das Drehmoment, den Stoß ins Kreuz, wenn wir plötzlich die Chance zum Überholen haben.

Früher hat man den Fahrerwunsch beim Benzinmotor auf die Luftmenge bezogen. So wurde beim Gasgeben einfach eine Klappe geöffnet, die einfach mehr Luft in den Motor lassen sollte. Den Rest erledigte(n) dann schon der/die Vergaser oder später das Einspritzsystem.

Beim Dieselmotor war es noch schlimmer. Hier wurde im Vertrauen auf genügend Luft einfach mehr Kraftstoff hinzugegeben. Mit dem Erfolg, dass er oft genug rußte anstatt mehr Vortrieb zu gewährleisten. Auch beim Benziner blieb die Erhöhung des Drehmoments durch Gasgeben oft ein frommer Wunsch.

Heutzutage in Zeiten von E-Gas (Bild 1/2) geht man anders vor. Man versucht, dem Fahrerwunsch nach mehr Drehmoment besser gerecht zu werden. Allerdings bedingt dies eine Bestimmung des gegenwärtig vom Motor abgegebenen Drehmoments. Das ist auch wichtig für viele nachfolgende Komponenten, die sich mit dem vom Motor abgegebenen Drehmoment abplagen müssen.

Nein, mit einer einfachen Formel ist das nicht getan. Da wird zunächst einmal z.B. ein Kennfeld bemüht. Hier ist durch die wichtigsten Kennwerte wie Drehzahl, Einspritzmenge, Luftzufuhr (Bild 3/4), Abgasanteil (Bild 6) das sogenannte indizierte Drehmoment zu bestimmen, vielleicht noch korrigiert durch die momentane Temperaturen (Bild 5) bzw. Nocken- und Zündeinstellungen (Bild 9). Schön natürlich, wenn man den Druck im Zylinder einigermaßen direkt bestimmen kann.

Von 'indiziert' nach 'effektiv' geht es über die Bestimmung der Verluste. Der im Zylinder erzeugte Druck stellt schon das Optimum dar, von dem Einiges auf dem Weg zu den Antriebsrädern weggefressen wird. Das gilt es abzuschätzen, denn nur was hinten herauskommt, interessiert letztlich den/die Fahrer/in. Man rechnet sozusagen von vorn nach hinten.

Dann gibt es da noch die sogenannte Drehmomentreserve. Denn was soll die ganze Rechnerei, wenn der Motor am Ende nichts mehr zuzusetzen hat. Mit dieser Art von Reserve ist allerdings nicht so sehr der Unterschied zwischen dem gerade abgegebenen zum möglichen Höchstdrehmoment gemeint, das vermutlich einer anderen Drehzahl bedarf.

Es geht um schnell generierbares Zusatzdrehmoment. Das wäre früher gar nicht möglich gewesen. Wo sollte ein Motor auf die Schnelle so viel Drehmoment herkriegen. Bisweilen war das bei Motoren mit mehreren Vergasern ziemlich nah am Zylinderkopf möglich. Aber wer hatte das schon. Selbst Turbomotoren reagierten oftmals eher mit einem Loch, weil deren Regelung sich auf die Abschaltung wegen zu viel Druck beschränkte.

Das ist heute anders. Hier kann Ladedruck (Bild 7/8) kurzfristiger generiert werden. Da bliebe dann auch das für die Abgasreinigung beim Benziner nötige Lambda-gleich-Eins erhalten. Allerdings gibt es noch schneller reagierende Systeme, z.B. die Zündung. Wenn man hier gleichzeitig das Klopfen kontrolliert und Begleitumstände entsprechend steuert, ist eine recht spontane Reaktion möglich.

Etwas langsamer würde eine Umstellung von Schicht- auf Homogenbetrieb (Bild 12) nur möglich sein. Aber auch hier sind Reserven für eine schnelle Drehmomenterhöhung. Nicht zu vergessen das automatische bzw. automatisierte Getriebe. Ersteres schaltet neuerdings wegen eingerückt bleibender Überbrückungskupplung auch schneller. Allerdings ist das Doppelkupplungsgetriebe auf Zurückschalten nicht immer so gut vorbereitet wie auf Hochschalten.

Während sich die innermotorischen Möglichkeiten beim Benziner aufspalten, gibt es beim Diesel außer vielleicht dem Ladedruck nur eine Angriffsfläche, die Kraftstoffzufuhr (Bild 11). Hier ist die Dosierung und Abgasnachbehandlung viel besser geworden. Welcher moderne Diesel rußt noch beim Gasgeben?

Nein, die Möglichkeiten, zusätzliches Drehmoment zu erzeugen sind noch nicht erschöpft. Denken Sie nur an die vielen Verbraucher, die man zumindest kurzfristig abschalten kann, allen voran vielleicht den Generator (Bild 10) oder die Klimaanlage (Bild 13). Übrigens bezieht sich das Drehmomentmodell auch auf den Leerlauf. Der kann deutlich abgesenkt und erst beim Einrücken der Kupplung wieder angehoben werden.

Wer an die Zukunft denkt, kommt um Elektromotoren nicht herum. Das sind zunächst kleine, schnelllaufende, die einem Turbolader Beine machen könnten. Aber auch größere, langsamere, die sich direkt in den Antriebsstrang schalten könnten. Wenn es irgendwo eine Drehmomentreserve gibt, dann hier. 05/14



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