Seit 1687 mit dem Erscheinen von Isaac Newtons "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" gilt für die
Beschleunigung: a = F/m
wobei F=Kraft und m=Masse ist.
Dies wurde auch durch die Relativitätstheorie und die Quantentheorie nicht widerlegt.
Für ein Auto mit der Masse von 2t, einem Drehmoment Mmax von 500 Nm und einem Reifendurchmesser von 600mm (r=0.3m)
ergibt sich daraus also eine Beschleunigung von:
a = 500/0.3 / 2000 = 0.833 m/s²
Um mit dieser Beschleunigung eine Geschwindigkeit von 100 km/h (27.8 m/s) zu erreichen, braucht es also:
t = v/a also t(100) = 27.8 / 0.833 = 33.3 s
Drehmoment: M = P/ω
wobei die Winkelgeschwindigkeit:
ω = n*2*π/60 = n*0.105 /s ist.
M(Pmax) bei max. Leistung (z.B. 270kW bei 6000 Touren)
M(Pmax) = 270'000 / (0.105*6000) = 428Nm
bzw. bei max. Drehmoment (des Motors bei n=1800)
Mmax = 500Nm.
Berechnet bei max. Leistung und gleicher Geschwindigkeit (am Rad) das Drehmoment, so erhält man:
M(Pmax) = 428*6000/1800 = 1429Nm.
Dieses Drehmoment wird also durch ein
Getriebe-Übersetzungsverhältnis von
i = nAntrieb/nAbtrieb, also 6000/1800 = 0.333 erreicht.
Ohne Getriebe wäre die
Geschwindigkeit bei n = 1800/min also
v(Mmax)) = 0.3*2*π*60*1800/1000 = 203km/h (mit i=0.333: 47.2 km/h)
und bei n = 6000/min also
v(Pmax) = 0.3*2*π*60*6000/1000= 678 km/h (mit i=0.333: 225 km/h)
Das max. Drehmoment eines Automotors spielt also nur eine sehr untergeordnete Rolle bzw.
hat auf die Fahrdynamik keinen Einfluss.
Entscheidend sind die Motorenleistung und das Getriebe, das möglichst optimal und mit
möglichst vielen Übersetzungsverhältnissen (sprich vielen Gängen) ausgestattet sein muss.
Man sollte beim Autokauf also nicht auf das Drehmoment (am Motorausgang) sondern auf das
Getriebe mit möglichst vielen Gängen und einer guten Automatikschaltung achten.
Die verscheidenen (min. 9) Gänge sollten schon einen Übersetzungsbereich von 10 abdecken (z.B. 0.6 ... 6).
Noch besser sind natürlich stufenloses Getreibe, die jedoch weiterhin nicht für hohe Leistungen (über 400 kW) verfügbar sind.
Hier zeigt sicht aber auch der Vorteil von Elektroantrieben, wo bereits der Motor bei verschiedenen Drehzahlen optimal betrieben werden kann.
Mit gutem Recht wird ein Getriebe in der Fachsprache auch Drehmomentwandler genannt.
Übrigens: Auf meinem Rennrad mit Klickpedale, 17cm Pedallänge und meinem Gewicht von 65kg, erzeuge ich am Tretlager (bei angenommener Pedal-Zugkraft von 30%) ein Drehmoment von 1.3*65*g*0.17 = 140Nm bzw. am Hinterrad bei 30/32 Zähnen (Kettenblatt/Ritzel entspricht i=0.94) ein Drehmoment von 150Nm!