Herstellerangaben bei Elektromotoren - Eingangsleistung vs. Antriebsleistung?

[b00rn]

Vielleicht kann mir das jemand so erklären dass es auch ein Laie versteht?

Bei Elektromotoren stehen einige Angaben die mich zumindest teilweise verwirren, da ich nicht weiß was damit gemeint ist. U.a. auch deshalb weil ich ein Batteriemessgerät auf meiner Segelyacht habe und diese Werte nicht nachvollziehen kann.

Am besten gleich ein Beispiel:
Eingangsleistung (W): 1470
Eingangsspannung (V): 24
Antriebskraft (W): 985
Antriebskraft (lbs/kp): 120/54
Schubkraft (HP): 5
Vergleichbar Benzinaußenborder (PS): 4-5
Maximale Effizienz: ≥85
Max Stromverbauch (A): 65

und noch meine Testergebnisse:
Schubkraftregler: voll/halb
Leistungsaufnahme(W): 1100/388
Stromaufname(A): 49/16,4

Bezugnehmende auf meine Tests finde ich den Wert mit 1100 Watt gar nicht, sicher kann "etwas" abweichen von Herstellerangaben...
Also, was ist genau mit Eingangsleistung gemeint?

Dann sind da noch meist mehrerer Werte zur Schubkraft: lbs/kp/hp/ps
...sind das einfach nur verschiedene Maßeinheiten oder haben diese Werte gänzlich unterschiedliche Bedeutungen? Außerdem wie will man einen Elektromotor mit "entspricht" mit einem Benziner vergleichen, das ist mir auch gänzlich unlogisch?

Und wofür ist der Wert "Effizienz"?

[Balu2000]

Eingangsleistung ist die maximale Leistung die er bei idealer Bootsform/Schraube/Widerstand im Wasser aufnehmen könnte. Mit einer größeren Schraube oder mehr Steigung hätte der Motor wahrscheinli8ch auch mehr Leistung aufgenommen.
HP= Horsepower und weicht etwas von unseren PS ab.
Mit Schubkraft ist das Drehmoment an der Schraube gemeint und wird in lbs oder kp angegeben.
Effizienz ist der Wirkungsgrad des Motors. Verhältnis von aufgenommener zu abgegebener Leistung. Früher von 0 - 1 oder in Prozent. 85% entspricht Wirkungsgrad 0,85. 100% oder 1 wird ein Motor nie erreichen wegen Verluste (Reibung Wärme.....

[Andrei]

Das ist zum Teil verwirrendes Sammelsurium von Daten/Übersetzungen.

Die maximale Leistung von 1470 Watt ist wohl die elektrische Leistung. Teilt man die durch die Spannung von 24 Volt, bekommt man in etwa den maximalen Strom von 61.25 Ampere (angegeben sind 65 Ampere).

Die Antriebskraft in Watt macht keinen Sinn. Wenn es aber die mechanische Leistung ist, dann kann man hier direkt den Wirkungsgrad von 985/1470= 67%, was von angegebenen 85% weit entfernt ist. Aber Papier ist geduldig.
Die Antriebskraft in lbs kann man in Newton umrechnen und dürfte klar sein. Hat nichts mit dem Drehmoment zu tun.

Die Schubkraft in PS macht keinen Sinn, weil PS Leisungsangabe ist.

[b00rn]

vorweg danke für die Aufklärung, das hilft schon mal enorm

Die maximale Leistung von 1470 Watt ist wohl die elektrische Leistung.

also wäre die Bezeichnung nur "Leistung" bzw. vielleicht noch besser "maximaler Verbrauch" zutreffender, richtig?

Die Schubkraft in PS macht keinen Sinn, weil PS Leisungsangabe ist.

es steht eigentlich bei allen Motorenanbietern: "Vergleichbar mit einem Benzinaußenborder..."

Die Antriebskraft in Watt macht keinen Sinn.

da habe ich auch noch "Vortriebsleistung in Watt" gefunden, und auch noch "Antriebsleistung", wobei ich aber auch noch immer nicht weiß was dieser Wert genau bedeutet?

dann kann man hier direkt den Wirkungsgrad von 985/1470= 67%, was von angegebenen 85% weit entfernt ist.

naja, in der Praxis verbrauche ich ja auch deutlich weniger - theoretisch hätte ich ja 89%, nur weiß ich natürlich auch nicht ob die 985 korrekt sind bzw. wie ich das messen könnte?

[Balu2000]

Zitat von Andrei

Die Antriebskraft in Watt macht keinen Sinn.

Dann ist jede kW-Angabe bei PKW`s sinnlos?

[Andrei]

Zitat von Balu2000

Dann ist jede kW-Angabe bei PKW`s sinnlos?

Bitte Leistung nicht mit der Kraft verwechseln.

[hein mk]

Zitat von Andrei

Bitte Leistung nicht mit der Kraft verwechseln.

Moin
Ich habe das mal in etwa so gelernt:Arbeit ist KraftXWeg(nach oben gegen die Gravitation der Erde) und Leistung ist Arbeit/Zeit Wir haben das dann in KilopondXMeter/Sekunde ausgedrückt nimmt wo bei dann ein Kilowatt ca 1000 kp/m/sek sind.1PS sind interessanterweise ca 0,75KW oder 750kp/m/sek

Unterscheiden haben wir gelernt zwischen induzierter Leistung,z.B.definiert durch den Brennwert eines Kraftstoffes der in bestimmter Zeit verbraucht wurde(für E-Motoren wäre das der aufgenommene Strom in Watt bzw KW)und der Nutzleistung,also die Arbeit die tatsächlich in bestimmter Zeit gemacht wurde.Das Verhältniss von Nutzleistung zur induzierten Leistung ergibt den Wirkungsgrad.Den Wirkungsgrad einer Propellergeschichte zu bestimmen ginge tatsächlich einigermaßen zuverlässig nur in einem Testtunnel in dem der Propeller als Pumpe arbeitet,durch messen der erreichten Förderhöhen und der Fördermengen in bestimmter Zeit wäre dann eine halbwegs exakte Leistungsbeurteilung/messung möglich.Aber im Schiffbau wird auch gerne mal die Pfahlzugkraft(ist wichtig für Arbeitsschiffe)herangezogen und für Frachter ist nur die erreichte Geschwindigkeit bei welchem Verbrauch und welcher Beladung wichtig.
Bei dem E-Antrieb ist mit Eingangsleistung wohl die induzierte Leistung(also Strombedarf)gemeint,und Antriebskraft müsste Antriebsleistung heissen ist ja in Watt(W)angegeben und so ergibt sich ein Gesamtwirkungsgrad von 0,67 bzw 67%.Die 5Hp(Ps)sind ja wohl nur eine Vergleichsangabe zum üblichen Verbrennungsmotor wo bei das einigermaßen verwirrend ist denn 5Ps sind ja ca 3,8KW und beziehen sich ja auf die Antriebsleistung hingegen hatt der E-Quirl nur eine Antriebsleistung von 0,98KW angegeben???
Da bleiben noch Fragen offen.
gruss hein

[Koni205]

Das verstehe ich auch immer nicht. Nen Kumpel von mir meinte auch sein E-Motor hat eine vergleichbare Leistung wie ein 4PS AB. Ich frage mich dann immer wie ein 800 Watt E-Motor soviel Power haben soll wie ein 3kW Verbrennermotor?! Immerhin wird da die Leistung ja auch an der Welle gemessen.

[Andrei]

Hier ein Link, wo die unterschiedlichen Angaben klarer gestellt werden : https://www.torqeedo.com/de/technik-...fficiency.html

[hein mk]

Zitat von Andrei

Hier ein Link, wo die unterschiedlichen Angaben klarer gestellt werden : https://www.torqeedo.com/de/technik-...fficiency.html

Moin
Ok,das geht ja in etwa konform mit dem was ich mir aus den Fingern gesogen habe,dass Leistung an der Welle nicht zur Verfügung gestellte Vortriebsleistung ist macht den Unterschied und der entsteht wohl durch die sehr unterschiedliche Drehmomententwicklung von E-und Verbrennungsmotoren,was ja entscheidende Auswirkungen auf die Propellergeometrie hat.
gruss hein

[Koni205]

Theorie und Praxis...

Ich würde das wirklich mal gerne live testen und sehen ob das alles so stimmt was der Hersteller da so behauptet. Wird schon im Großen und Ganzen stimmen aber das Hersteller sich auf ihrer eigenen Seite loben ist ja nichts neues.

Interessieren würde mich so ein Versuch unter gleichen Bedingungen schon.

[Snackman]

Wir haben mal an unser Vereinsboot nen 500er Torqeedo geschraubt. Das Ding kam kaum gegen die Strömung an! Geschwindigkeit keine 5 KmH.
Mit nem 4 Ps 4 Takter war sogar Gleitfahrt( 15 KmH) möglich.
Grüße

[Giligan]

Zitat von b00rn

Am besten gleich ein Beispiel:
Eingangsleistung (W): 1470
Vergleichbar Benzinaußenborder (PS): 4-5

Ich habe mal die beiden Werte heraus genommen.

Ich schicke 1470 Watt ab und empfange 4-5PS....

Hier ist ein Generator mit 5,5PS, der gibt mir 2300W raus. Milchmädchenzettel und Stift raus, 5 durch 1470 mal 2300, käme ich auf rund 7,8PS

https://www.amazon.de/Güde-40628-Str...CDAYMDB1RS7QFJ (PaidLink)

[tritonnavi]

ich denke mal, dass man die E-Antriebe bei unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen gegen Verbrenner-AB testen sollte.

Wenn ein Benzin-Außenborder an der Welle tatsächlich 5PS (3.7kW) abgibt, ist das in jedem Fall eine größere Wellenleistung, als es die ein E-Motor mit 2kW-Eingangsleistung, selbst wenn der 100% Wirkungsgrad hätte, an der Welle jemals erreichen könnte.

zumindest das sollte unstrittig sein....

wenn die Schraube jeweils die gleiche Effizienz aufweist, gibt es keinen Grund, dass der E-Motor einen Vorteil bei der Vortriebsleistung haben könnte.
Wenn die Schraube und die Untersetzung so abgestimmt sind, dass der Motor bei Vmax im Bereich der Nenndrehzahl ist (das wäre üblich), bringt der Verbrennungs-Motor 3,7kW Wellenabtriebsleistung und wenn die Schraube dabei den gleichen Wirkungsgrad hat, wie die Schraube eines E-Antriebs, wird das selbe Boot mit einem 2kW-E-Antrieb nicht so schnell sein können.

Es geht hier mehr um Abstimmung, um Effizienz einer Schraube und um Drehzahlanpassung, als um den eigentlichen Antriebs-Motor.

Wenn der gesamte Antrieb in beiden Fällen optimiert ist kann ein E-Motor nicht mehr Vortriebsleistung bringen, als ein 85% leistungsfähigerer Verbrennungs-Motor. Das geht nicht.

der E-Motor hat ein paar Vorteile, wenn man den Langsamfahrbereich mit dazu nimmt, den ein Verbrennungs-AB ja zusätzlich zum Bereich mit hoher Geschwindigkeit abdecken muss.

Dann stimmt die Anpassung des Motors an die Geschwindigkeit nicht mehr und dann ist der E-Motor, der ohnehin für geringere Vmax ausgelegt ist, besser angepasst und er hat sein gleichbleibend großes Drehmoment.
Um sein Nenn-2kW zu realisieren muss aber auch ein E-Motor eine bestimmte Nenndrehzahl erreichen und damit funktionieren 2kW auch bei Fa. Torqueedoo letztendlich nur in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich optimal, in dem die Schraube bei "Vollgas" mit dieser Nenndrehzahl rotieren kann. Der optimale Vortrieb stellt sich auch bei Torqeedo nur dann ein, wenn die Schraubendrehzahl zur Auslegungsdrehzahl passt, denn auch Torqueedo hat keinen Verstellpropeller.

Ähnliche Wirkung entfalten die sogenannten Verbrenner-Schub-AB, die schlichtweg auf geringe Bootsgeschwindigkeit optimiert wurden.
Die Schraubendrehzahl ist dort geringer, dass Wellendrehmoment entsprechend höher und dadurch kann eine größere Schraube mit geringerer Steigung benutzt werden, die genau für diese geringen Geschwindigkeiten gedacht ist.

Die Schubkraft im Bereich geringerer Geschwindigkeit ist damit, obwohl diese Motoren keine große Leistung haben, deutlich größer als die von normal ausgelegter AB mit gleicher Motorleistung. Deswegen nimmt man diese Motoren gerne für kleine Segelyachten oder schwerere Arbeitsboote.
Schnell kann man mit den Motoren aber nicht fahren, denn dazu bräuchte man, sofern die Rumpfform dies überhaupt zuließe, schlichtweg mehr Leistung und eine entsprechend geänderte Anpassung der Schraube.

So ein E-AB mit nur 2kW kann daher z.B. beim Manöverieren ähnlich große Schubkraft aufbringen, wie ein lesitungsfähigerer Verbrenner-AB, der für einen höheren Geschwindigkeitsbereich optimiert ist.
entgegen kommt ihm dabei, dass das maximal mögliche Drehmoment an der Welle bei unterschiedlichen Drehzahlen mehr oder weniger konstant bleibt.
Von daher ist so etwas, wenn es z.B. lediglich um das Einparken einer kleinen Segelyacht geht, durchaus gut geeignet, denn da kommt es nahezu ausschließlich nur auf Schubkraft bei geringer Geschwindigkeit an.

So ungefähr würde ich den Vergleich (2kW = 3,7kW) der Fa. Torqueedo einordnen.

[Heimfried]

Zitat von tritonnavi

[...]
Wenn ein Benzin-Außenborder an der Welle tatsächlich 5PS (3.7kW) abgibt, [...]

Wie ich vor längerer Zeit lernte, tut er genau das nicht, vorausgesetzt, er hat die 5 PS auf dem Typenschild. Leider kann ich die Quelle (Web-Artikel) nicht mehr benennen. Es war ein sehr ausführlicher Artikel von jemandem, der die Normen, nach denen die Messungen auf den Motorprüfständen erfolgen, offensichtlich genau kannte.

Das ist ein Aspekt, der in den Diskussionen über die Leistungsvergleiche zwischen E-Motoren und Verbrennern so gut wie nie erwähnt wird, wohl, weil er weitgehend unbekannt ist.

Jeder kennt die - sagen wir mal geschönten - Verbrauchsangaben für KFZ-Motoren, die mit der Realität nichts zu tun haben, aber der Norm entsprechen, nach der diese Verbräuche gemessen werden. Ganz entsprechend haben die Motorenhersteller dafür gesorgt, dass so lästige Dinge wie Luftfilter, Vergaser, Benzinpumpe, Lichtmaschine oder Auspuffanlage "herausgerechnet" werden, wenn es darum geht, die Wellenleistung (mechanische Abtriebsleistung) des Motors zu ermitteln (für das Typenschild, also letztlich für den Verkauf). Argument: es gehe ja nur um den "reinen" Motor und wenn der mit anderen Bestandteilen betrieben würde, kämen jedesmal andere Werte heraus. (Das ist genauso überzeugend, wie die Aussage, Benzinverbräuche könne man nur im Labor feststellen, weil doch die Straßen so unterschiedlich sind.)

Ein Verbrennungsmotor, der mit 5 PS gekennzeichnet ist, bringt aus diesen Gründen niemals 5 PS Leistung auf die Welle, weil diese inneren Verluste einen gar nicht so kleinen Teil der Motorleistung aufzehren.

[Koni205]

Zitat von Heimfried

Ein Verbrennungsmotor, der mit 5 PS gekennzeichnet ist, bringt aus diesen Gründen niemals 5 PS Leistung auf die Welle, weil diese inneren Verluste einen gar nicht so kleinen Teil der Motorleistung aufzehren.

Das verstehe ich jetzt aber nicht. Die Leistung vom AB wird doch an der Welle gemessen. Da sind doch dann die Verluste von Getriebe etc schon alles abgezogen... Anders beim IB. Da wird die Leistung an der Kurbelwelle angegeben. Da musst man das Getriebe bzw. den Z-Antrieb noch von abrechnen, wenn man die Leistung an der Welle haben will...

[Giligan]

Bei den Hubräumen der Motoren ist es kein Problem die angegebene Leistung auch bereit zu stellen. Und es kostet den Hersteller keinen Euro mehr, wenn statt 4,5 die versprochenen 5PS an der Welle ankommen.
Im Gegenteil, wenn ein 5PS gut, besser geht als andere 5PS Motoren, dann spricht es sich rum und ist die beste Werbung.

[Heimfried]

Zitat von Koni205

Das verstehe ich jetzt aber nicht. Die Leistung vom AB wird doch an der Welle gemessen. Da sind doch dann die Verluste von Getriebe etc schon alles abgezogen... Anders beim IB. Da wird die Leistung an der Kurbelwelle angegeben. Da musst man das Getriebe bzw. den Z-Antrieb noch von abrechnen, wenn man die Leistung an der Welle haben will...

Ich kann mich nur auf das beziehen, was ich gelesen habe. Und danach wird die Leistung nicht an der Propellerwelle gemessen, sondern an der Abtriebswelle des Motors, also vor den Getrieben.

[Heimfried]

Zitat von Giligan

Bei den Hubräumen der Motoren ist es kein Problem die angegebene Leistung auch bereit zu stellen.

Das ist sicherlich richtig.

Zitat von Giligan

Und es kostet den Hersteller keinen Euro mehr, wenn statt 4,5 die versprochenen 5PS an der Welle ankommen.

Das glaube ich überhaupt nicht.

Zitat von Giligan

[...]
Im Gegenteil, wenn ein 5PS gut, besser geht als andere 5PS Motoren, dann spricht es sich rum und ist die beste Werbung.

Der kritische und vernünftige Käufer ist eine schöne Vorstellung. Es gibt ihn auch, allerdings ist er Teil einer Minderheit. Und die Werbung richtet sich lieber nach dem Verhalten der Kunden-Mehrheit und da gilt: 5 verkauft sich besser als 4,5. So, wie ich das damals verstanden habe, sind die Unterschiede aber auch weit größer als nur im Bereich von 10 %.

[Giligan]

Zitat von Heimfried

Das glaube ich überhaupt nicht.

Ich aber doch, so ein 5PS hat um die 125ccm, da ist es sicher schwieriger unter 5PS zu bleiben als drüber zu kommen.
Unser 2.3 Honda AB beispielsweise, schiebt unsere Neptun fast genauso flott an, wie der mit 5PS angegebene Diesel. Mit einer angepassten Schraube, davon bin ich überzeugt, wäre er dem Selbstzünder sogar überlegen.