Diskussion:RAC Horsepower
Der Artikel „RAC Horsepower“ wurde im Juli 2016 für die Präsentation auf der Wikipedia-Hauptseite in der Rubrik „Schon gewusst?“ vorgeschlagen. Die Diskussion ist hier archiviert. So lautete der Teaser auf der damaligen Hauptseite vom 8.08.2016; die Abrufstatistik zeigt die täglichen Abrufzahlen dieses Artikels. |
Singular/Plural
[Quelltext bearbeiten]Es geht ja um die spezielle horse-power-Einheit. Die Aussage ist, dass es prinzipiell nicht möglich ist, diese besondere Einheit zu messen, da sie nur als Zahlenwert aus den vorliegenden Gegebenheiten berechnet werden kann. Es geht also immer entweder um das Prinzip oder die Einheit. Im Text wird an einigen Stellen der Plural (...stärken) verwendet. Man könnte sich jeden einzelnen Fall ansehen und entscheiden, ob der Plural wirklich gerechtfertig ist.
- Als Beispiel siehe Pl/Si.-Verwendung unter Pferdestärke.
- Als Beispiel vergleiche eine Google-Suche mit "RAC Horsepowers" (1x) oder "RAC Horsepower" (2000+).
- Schöner Artikel! ;-) Duden Dude (Diskussion) 10:09, 19. Jul. 2016 (CEST)
- @Duden Dude: Schön, dass Dir der Artikel gefällt, denn teilweise geht er sicherlich ziemlich in die Tiefe, ist relativ lang und thematisch etwas abseits des Mainstreams.
- Mit der Frage Singular vs. Plural sprichtst Du einen etwas heiklen Punkt an, über den ich in diesem Zusammenhang (allgemein bei Einheiten) auch schon öfter ins Grübeln kam. Vorab: Ich bin kein Germanist und mein Duden ist recht alt und steht relativ weit weg. Bei derartigen Fragen verlasse ich mich eher auf mein Sprach-/Bauchgefühl. Richtig ist sicherlich die (physikalische) Einheit RAC-Pferdestärke / RAC horsepower unit, jeweils Singular. Geht es aber um einen bestimmten Wert, wird die Sache m. E. schwieriger: Im Englischen würde ich fragen: "How many pounds ..." (Plural), im Deutschen hingegen: „Wieviele Pfund ...“ (Singular). Andererseits im Englischen: "How many horsepower ..." (Singular), im Deutschen jedoch: „Wieviele Pferdestärken ...“ (Plural).
- Eine eindeutige Regel vermag ich - bezogen auf bestimmte Werte - nicht zu erkennen.
- „Meinen“ Artikel RAC Horsepower habe ich mir daraufhin nochmal angesehen. Ergebnis: Nur zweimal der Plural Pferdestärken, beide Male m. E. zu Recht, da dort als Wert verstanden, nicht als (physikalische) Einheit. Und auch bei meinem Teaservorschlag scheint mir dies richtig zu sein, da ich einen
bestimmtenHorsepower-Wert, einenbestimmtenWert an Pferdestärken errechnen muss und nicht messen kann, es also nicht um die Pferdestärke als physikalische Einheit (an sich) geht, sondern eine Größenordnung. - Einmal drüber nachzudenken, ist sicher nicht falsch, insofern danke für die Anregung, aber im Ergebnis sehe ich keine Notwendigkeit, am Artikel oder dem vorgeschlagenen Teaser etwas zu ändern. Grüße, --Roland Rattfink (Diskussion) 12:37, 19. Jul. 2016 (CEST)
- "...einen bestimmten Wert an Pferdestärken errechnen muss und nicht messen kann, es also nicht um die Pferdestärke als physikalische Einheit geht, sondern eine Größenordnung."
- Es gilt nur für einen bestimmten Wert?
- Ich habe es so verstanden, dass es generell nicht möglich ist zu messen. (Nie und nirgendwo kann man messen, es muss immer berechnet werden.
- Es ist ja noch viel Zeit... ;-) Duden Dude (Diskussion) 12:49, 19. Jul. 2016 (CEST)
- (Ich rätsle gerade, ob Du mich eben bewusst oder unbewusst missverstanden hast, zumindest habe ich die Worte bestimmten in der Antwort darüber vorsorglich gestrichen.) Den Teaservorschlag für "Schon gewusst?" habe ich mir nochmal näher angeschaut und teile jetzt Deine Auffassung, dass in diesem Fall der Singular + der bestimmte Artikel zumindest prägnanter ist. Antwort auf der SG?-Disk. ist erfolgt. --Roland Rattfink (Diskussion) 14:02, 19. Jul. 2016 (CEST)
- Habe es übersehen. Gruss Duden Dude (Diskussion) 08:23, 20. Jul. 2016 (CEST)
Physikalische Einheit der Leistung?
[Quelltext bearbeiten]Aufgrund der Herleitung mittels einer doch sehr kruden Formel hege ich starke Zweifel, ob man die RAC h.p. wirklich als Einheit der Leistung ansehen sollte. Letztendlich ist es nur eine Darstellung der Gesamtfläche der Zylinderbohrungen, die genau gar nichts über die Motorleistung aussagt.
--2001:470:1F13:74:0:0:0:9 19:56, 8. Aug. 2016 (CEST)
- Liebe IP, es bleibt jedem unbenommen „starke Zweifel zu hegen.“ Im Artikel wird jedoch belegt dargestellt, dass die Formel des RAC ab 1906 dazu bestimmt war, mangels geeigneter Messgeräte die Motorleistung (näherungsweise) zu berechnen. Ebenso wird belegt dargestellt, dass die Formel – jedenfalls in den Anfangsjahren – durchaus realistische Werte lieferte, die verschiedene Institutionen nutzten, um verschiedene Konsequenzen an diese Leistungsangaben zu knüpfen: Von der Kraftfahrzeugsteuer über die Einteilung von Rennklassen bis zur Namensgebung verschiedener Fahrzeugmodelle.
- Und ich rege an, nochmals den Abschnitt "Die Herleitung des konstanten Divisors 2,5" zu lesen: Daraus ergibt sich doch, dass a) die RAC-Formel auf der allgemeinen Definition der Leistung aufbaut, b) unter welchen Bedingungen die RAC-Formel exakte Leistungswerte liefert und c) wie eine Anpassung der Ergebnisse an später veränderte Umstände möglich ist, wenn bestimmte Faktoren bekannt sind, namentlich der mittlere Arbeitsdruck, die mittleren Kolbengeschwindigkeit und der Wirkungsgrad, jeweils bei Höchstleistung. Wer diesen Abschnitt verstanden hat, wird gewiss nicht mehr sagen können, „dass es letztlich nur eine Darstellung der Gesamtfläche der Zylinderbohrungen“ sei. --Roland Rattfink (Diskussion) 21:18, 8. Aug. 2016 (CEST)
- So geeignet die Formel auch sein mag, Vergleichswerte für Motoren bestimmter Bauart zu liefern, ist das ganz sicher nicht eine "Physikalische Einheit". Denn erstens hat sie nach der Formel die Dimension einer Fläche (Inch²) und nicht der Leistung, und zweitens kann man "richtige" PS (egal ob angelsächsisch oder deutsch) natürlich direkt in die SI-Einheit kW umrechnen. Ich rege daher an, zumindest die Infobox rauszunehmen. --Telford (Diskussion) 22:12, 9. Aug. 2016 (CEST)
- Hallo, Telford! Als Hauptautor sehe ich trotz Deiner Einwände im Ergebnis weder eine Notwendigkeit, die Bezeichnung der RAC Horsepower als "Physikalische Einheit" aufzugeben, noch die Infobox herauszunehmen.
- Vorab: Ich bin selbst kein Physiker, habe mich jedoch im Zuge der Artikelerstellung recht intensiv mit der Materie auseinandergesetzt. Und sicherheitshalber habe ich den Artikel direkt nach Fertigstellung in der WP-Redaktion Physik vorgestellt, um fachspezifische Fehler ausschließen zu können. Der Artikel wurde von der Redaktion Physik eingehend geprüft und inhaltlich punktuell ergänzt. Einwände gegen die Bezeichnung als "Physikalische Einheit" gab es nicht, auch nicht zur Verwendung der Infobox. Die damalige Diskussion ist zwischenzeitlich hier Wikipedia Diskussion:Redaktion Physik/Archiv/2016/1#Neuer Artikel: RAC Horsepower archiviert.
- Dein Einwand, die Einheit habe nach der Formel die Dimension einer Fläche (Inch²), trifft nur auf den ersten Blick zu: Zu der Konstanten 2,5 gehört, wenn man den Abschnitt "Die Herleitung des konstanten Divisors 2,5" genau verfolgt, eigentlich ein längeres Sammelsurium von weiteren Dimensionen, die sich zur normalen Dimension der Leistung L2 MT-3 ergänzen. Zuzugeben ist, dass die meisten alten Darstellungen aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine detaillierte, korrekte Wiedergabe der Dimensionen verzichten.
- Zur fehlenden Umrechenbarkeit der RAC h.p. in die SI-Einheit Kilowatt: Wie im Artikel dargelegt geht die RAC-Formel aus Gründen der Vereinfachung und nach damaligen Erfahrungswerten von bestimmten festen Werten aus: einem bestimmten mittleren Arbeitsdruck, einer bestimmten mittleren Kolbengeschwindigkeit und einem bestimmten Wirkungsgrad, wobei die Motoren in der Praxis davon abweichen können. In der Konsequenz haben verschiedene Motoren mit gleicher Zylinderbohrung und Zylinderzahl dieselbe RAC h.p.-Leistung, können aber durch Unterschiede beim Arbeitsdruck, der Kolbengeschwindigkeit und dem Wirkungsgrad verschiedende bhp-/DIN-PS-/kW-Leistungen haben. Es kann also keinen bestimmten, festen einfachen Umrechnungsfaktor à la 1 kW = 1,36 PS geben. Das liegt allein an der Definition. Diese kann man sicher "wissenschaftlich ungenau" nennen, ändert aber nichts daran, dass die RAC h.p. durch eindeutige Definition eine physikalische Größe/Maßeinheit/Größeneinheit ist.
- --Roland Rattfink (Diskussion) 01:34, 10. Aug. 2016 (CEST)
- Über physikalische Einheiten lässt sich trefflch streiten - die Physiker und Chemiker vermeiden sowas allerdings gerne und geben je nach Fachgebite auch gerne mal eine Masse in Elektronenvolt an, eine Lichtfarbe in Grad Kelvin oder ein Masse als Zahl. Manchmal setzen sie einfach die Lichtgeschwindigkeit als einheitslose 1 fest. Nicht, dass sie dabei die Dimentionen (Länge, Zeit, etc.) vergessen würden, sie bemessen sie nur mit anderen Einheiten.
- Die R.A.C. Horsepower wird als Maß für die physikalische Größe "Leistung" eines Motors verwendet und mit Hilfe des Zylinderquerschnitts berechnet, für die anderen - übrigens auch dimensionsbehafteten - Parameter werden (wie für den Zylinderdurcmesser) Annahmen über Wert und Einheit getroffen, so dass die RAC h.p. nachher eine Zahl ergibt: "d in Zoll" ist nur noch Maßzahl, nicht mehr mit Einheiten behaftet. Im Abschnitt über die Herleitung des Faktors 2,5 steht übrigens die (mit Einheiten behaftete) Formel für die direkte Umrechnung in bhp, wenn die Parameter andere Werte als angenommen haben.
- Für mich ein klarer Fall - physikalische Einheit für die Leistung eines Motors. Im Artikel steht, was bemessen wird und Berechnungsformeln unter bestimmten Annahmen über Parameter und deren Maßeinheit, sowie eine allgemeiner Formel, die die Umrechnung in eine mit dem SI-System verträgliche Einheit erlaubt. Was sonst sollte für eine physikalische Einheit notwendig sein?--Alturand (Diskussion) 08:37, 10. Aug. 2016 (CEST)
- Die R.A.C. Horsepower wird als Maß für die physikalische Größe "Leistung" eines Motors verwendet: falls R.A.C. h.p. tatsächlich die physikalische Größe "Leistung" messen würde, könnte man sie selbstverständlich direkt und ohne Zusatzannahmen in kW umrechnen. Wenn es also zwei verschiedene Motoren mit den gleichen R.A.C. h.p, aber unterschiedlichen kW geben kann, misst R.A.C. h.p ganz sicher nicht das, was ein Physiker unter Leistung versteht. Wieso sollte es trotzdem ein physikalische (!) Einheit sein? --Telford (Diskussion) 13:20, 11. Aug. 2016 (CEST)
- Hallo, Telford! Als Hauptautor sehe ich trotz Deiner Einwände im Ergebnis weder eine Notwendigkeit, die Bezeichnung der RAC Horsepower als "Physikalische Einheit" aufzugeben, noch die Infobox herauszunehmen.
- Hallo, Telford! Ich denke, Du begehst gleich mehrere Denkfehler.
- 1. Physik gab es bereits, bevor man alles in das SI-System einordnete, das erst ein einfaches Umrechnen und Vergleichen von Werten ermöglicht.
- 2. Es gibt in der Physik und der Technik nicht die eine Leistung: Die Faktoren Arbeit/Energie und Zeit müssen in einem Gesamtzusammenhang gesehen werden. Konkretes Beispiel: Für uns ist es heute üblich, die Leistung eines Verbrennungsmotors an der Schwungscheibe zu messen. Eine alternative Methode ist/war, die Leistung an den Antriebsrädern zu messen. Eine dritte Variante ist, die in den Brennräumen erzeugte Leistung heranzuziehen, die sog. Indizierte Leistung. Alle drei Arten betreffen zweifellos die (Motor-)Leistung. Ohne Kenntnis weiterer motor- oder fahrzeugspezifischer Eigenheiten (Stichwort: Wirkungsgrad, Reibung, Abwärme) kann jedoch niemand die eine Leistung in die andere Leistung umrechnen, egal ob man mit PS oder kW arbeitet. Es gibt also verschiedene, jeweils anders definierte und nicht ohne weiteres umrechenbare Leistungen. In diesem Zusammenhang ist auch die RAC h.p. zu sehen.
- 3. Schließlich noch ein Hinweis auf die Kategorie:Leistungseinheit und den Artikel Nominal Horse Power als weitere Belege, dass es nicht die eine Leistung gibt.
- Und man muss sich immer wieder vor Augen halten, ob, wie und was vor teils über 100 Jahren überhaupt gemessen werden konnte. --Roland Rattfink (Diskussion) 17:12, 11. Aug. 2016 (CEST)
- Es gibt in der Physik und der Technik nicht die eine Leistung: tatsächlich? Der Begriff "Leistung" hat in der Physik wie in den Ingenieurwissenschaften eine völlig eindeutige Bedeutung, wie sie unter Leistung (Physik) beschrieben ist. Wie man dort erkennen kann, ist dieser Begriff unabhängig davon, welche Einheiten ich verwende und wo bzw. wie ich messe. Beispiel Motor: wenn ich sage "der Motor leistet x P.S." muss ich natürlich dazusagen, ob das vor oder nach dem Getriebe gemesssen ist. Trotzdem käme niemand auf die Idee, bei der Leistung an der Kurbelwelle handele es sich um eine andere physikalische Größe als bei der Leistung nach dem Getriebe: der Zahlenwert ist anders, sonst besteht qualitativ kein Unterschied. --Telford (Diskussion) 11:14, 12. Aug. 2016 (CEST)
- @Telford: - wegen falls R.A.C. h.p. tatsächlich die physikalische Größe "Leistung" messen würde, könnte man sie selbstverständlich direkt und ohne Zusatzannahmen in kW umrechnen. lies nochmal Deinen Fahrzeugschein (aehm Zulassungsbescheinigung) unter Ziffer P.2/P.4 nach. Da steht "Nennleistung bei Nenndrehzahl" - sind die dort angegebenen in SI-Einheiten angegebenen kW dann auch keine physikalische Einheit, weil sie nur im Bereich der Nenndrehzahl die tatsächliche vom Motor angegebene Leistung widergeben? Auch hier gehen Annahmen ein, wenn auch weniger als in die R.A.C. h.p., bei der die Annahmen sogar praktisch unerfüllbar sein könnten. Das spricht dafür, dass die Nennleistung und auch die mit R.A.C. h.p. angegebenen Leistungen keine physikalischen Größen sind, aber nicht dafür, dass die Einheit, in der sie gemessen werden keine physikalischen Einheiten sind.--Alturand (Diskussion) 15:44, 12. Aug. 2016 (CEST)
- @Alturand: Wie ich auf Deiner Benutzerseite sehe, bist Du gelernter Physiker – schön. (Ich bin gelernter Ingenieur.) Mein Eindruck ist, dass das Problem dieser Diskussion daher kommt, dass wir mit dem Begriff "physikalische Größe" verschiedene Vorstellungen verbinden. Für mich sind physikalische Größen z.B. Leistung, Kraft, Energie, Länge, Zeit usw., die dann in verschiedenen SI- oder auch Nicht-SI-Einheiten gemessen werden können. Sie sind also unabhängig von irgendwelchen Einheiten, Messverfahren oder Randbedingungen. Was in der Zulassungsbescheinigung steht ist dagegen technische Eigenschaft eines Geräts, auch wenn sie durch die physikalische Größe "Leistung" ausgedrückt wird. Wie siehst Du das? --Telford (Diskussion) 18:48, 12. Aug. 2016 (CEST)
- Einwurf von der Seitenlinie: Telford, du übersiehst imho, dass die Leistung eines konkreten PKWs natürlich (!) vom konkreten Messverfahen abhängt (bei Tempo 25 im 2. Gang oder bei Tempo 100 im 2. Gang oder bei Tempo 25 im 5. Gang...). Insofern ist "die" Leistung eines PKW nie eine physikalische Größe (Telford hat Recht) bzw. die Angabe der Leistung des PKW als physikalische Größe ist abhängig von Nebenbedingungen des Messverfahrens (Alturand bzw. der Artikel hat Recht). Kein Einstein (Diskussion) 23:19, 12. Aug. 2016 (CEST)
- In jedem Fall ist die Definition des physikalischen Begriffs "Leistung" völlig unabhängig von dem in diesem Beispiel betrachteten Motor! – Ausgangspunkt der Diskussion ist ja die Infobox mit der behauptet wird, RAC h.p. sei eine "Physikalische Einheit", mit der die "Physikalische Größe" "Leistung" gemessen wird. Tatsächlich sind RAC h.p. aber eine Variante der oben erwähnten Nominal Horse Power: dort im Artikel wird explizit gesagt, dass es sich um keine echte Leistungsberechnung handelt, sondern darum, mit einfachen Formeln gute Näherungs- und Vergleichswerte zu erhalten – genau das soll mit RAC h.p. auch erreicht werden. Und insofern gehört die Infobox raus. --Telford (Diskussion) 08:42, 13. Aug. 2016 (CEST)
- Ergänzend habe ich mir eben mal stichprobenartig die Einbindungen der Infobox Physikalische Einheit im ANR angeschaut: soweit es sich nicht um akustische Einheiten (oder eine Basiseinheit) handelt, sind dort immer einfache Umrechnungsformeln in das SI- oder CGS-System angegeben; das geht also völlig ohne irgendwelche Zusatzannahmen oder Randbedingungen. Auch das spricht dafür, dass es sich bei RAC h.p. um eine technische Kenngröße, aber nicht um eine physikalische Einheit handelt.--Telford (Diskussion) 09:48, 13. Aug. 2016 (CEST)
- Einwurf von der Seitenlinie: Telford, du übersiehst imho, dass die Leistung eines konkreten PKWs natürlich (!) vom konkreten Messverfahen abhängt (bei Tempo 25 im 2. Gang oder bei Tempo 100 im 2. Gang oder bei Tempo 25 im 5. Gang...). Insofern ist "die" Leistung eines PKW nie eine physikalische Größe (Telford hat Recht) bzw. die Angabe der Leistung des PKW als physikalische Größe ist abhängig von Nebenbedingungen des Messverfahrens (Alturand bzw. der Artikel hat Recht). Kein Einstein (Diskussion) 23:19, 12. Aug. 2016 (CEST)
- @Alturand: Wie ich auf Deiner Benutzerseite sehe, bist Du gelernter Physiker – schön. (Ich bin gelernter Ingenieur.) Mein Eindruck ist, dass das Problem dieser Diskussion daher kommt, dass wir mit dem Begriff "physikalische Größe" verschiedene Vorstellungen verbinden. Für mich sind physikalische Größen z.B. Leistung, Kraft, Energie, Länge, Zeit usw., die dann in verschiedenen SI- oder auch Nicht-SI-Einheiten gemessen werden können. Sie sind also unabhängig von irgendwelchen Einheiten, Messverfahren oder Randbedingungen. Was in der Zulassungsbescheinigung steht ist dagegen technische Eigenschaft eines Geräts, auch wenn sie durch die physikalische Größe "Leistung" ausgedrückt wird. Wie siehst Du das? --Telford (Diskussion) 18:48, 12. Aug. 2016 (CEST)
- @Telford: - wegen falls R.A.C. h.p. tatsächlich die physikalische Größe "Leistung" messen würde, könnte man sie selbstverständlich direkt und ohne Zusatzannahmen in kW umrechnen. lies nochmal Deinen Fahrzeugschein (aehm Zulassungsbescheinigung) unter Ziffer P.2/P.4 nach. Da steht "Nennleistung bei Nenndrehzahl" - sind die dort angegebenen in SI-Einheiten angegebenen kW dann auch keine physikalische Einheit, weil sie nur im Bereich der Nenndrehzahl die tatsächliche vom Motor angegebene Leistung widergeben? Auch hier gehen Annahmen ein, wenn auch weniger als in die R.A.C. h.p., bei der die Annahmen sogar praktisch unerfüllbar sein könnten. Das spricht dafür, dass die Nennleistung und auch die mit R.A.C. h.p. angegebenen Leistungen keine physikalischen Größen sind, aber nicht dafür, dass die Einheit, in der sie gemessen werden keine physikalischen Einheiten sind.--Alturand (Diskussion) 15:44, 12. Aug. 2016 (CEST)
- Es gibt in der Physik und der Technik nicht die eine Leistung: tatsächlich? Der Begriff "Leistung" hat in der Physik wie in den Ingenieurwissenschaften eine völlig eindeutige Bedeutung, wie sie unter Leistung (Physik) beschrieben ist. Wie man dort erkennen kann, ist dieser Begriff unabhängig davon, welche Einheiten ich verwende und wo bzw. wie ich messe. Beispiel Motor: wenn ich sage "der Motor leistet x P.S." muss ich natürlich dazusagen, ob das vor oder nach dem Getriebe gemesssen ist. Trotzdem käme niemand auf die Idee, bei der Leistung an der Kurbelwelle handele es sich um eine andere physikalische Größe als bei der Leistung nach dem Getriebe: der Zahlenwert ist anders, sonst besteht qualitativ kein Unterschied. --Telford (Diskussion) 11:14, 12. Aug. 2016 (CEST)
- Die Infobox trägt die Überschrift "Physikalische Einheit". "Physikalische Einheit" ist eine Weiterleitung auf Maßeinheit. Ein weiteres, dort genanntes Synonym ist Größeneinheit. Wenn ich mir die dortige Definition anschaue, treffen die dort genannten Voraussetzungen auf die RAC h.p. zu: Die RAC h.p. werden in Werten ausgedrückt, die sich aus einer Definition ergeben und die eindeutig sind. Der Abschnitt "Die Herleitung ..." im Artikel "RAC Horsepower" zeigt, dass physikalische Zusammenhänge berücksichtigt sind und nicht nur mathematische Regeln.
- Nach dem Willen des RAC und in der praktischen Anwendung sollte damit die Leistung eines Hubkolben-Verbrennungsmotors (näherungsweise) bestimmt werden, nicht sein Kraftstoffverbrauch, nicht sein Drehmoment, nicht die damit zu erzielende Höchstgeschwindigkeit etc. Die RAC h.p. erfüllt damit alle Voraussetzungen, die eine Maßeinheit = physikalische Einheit voraussetzt.
- Und nochmals: Bei der Leistung von Motoren komme ich nicht ohne mehr oder weniger genaue Vorgaben aus: Ein Flugzeugmotor - man denke an die Jagdflieger im Ersten Weltkrieg - verliert in der Höhe drastisch an Leistung. Ältere Zeitgenossen erinnern sich, dass ihr Pkw bei Passfahrten Leistung verlor: Um eine verlässliche Leistungsangabe zu bekommen, muss ich also einheitliche Vorgaben für den Luftdruck, die Temperatur, den Sauerstoffgehalt etc. liefern, ansonsten liefert derselbe Motor unter veränderten Außenbedingungen jeweils unterschiedliche Leistungen/Leistungswerte.
- Anderes Beispiel: Bis 1957 unterschied die DIN bei Verbrennungsmotoren in Maximalleistung, Kurzleistung und Dauerleistung. Die eine kann ohne Kenntnis weiterer Faktoren nicht in die andere umgerechnet werden.
- Ein letztes Beispiel: Die Leistung eines Verbrennungsmotors kann als SAE-PS, als Cuna-PS, als bhp, als DIN-PS gemessen werden: Mal wird auf den Schalldämpfer verzichtet, mal auf die Wasserpumpe, mal auf den Lüfter: Derselbe Motor liefert je nach Prüfmethode unterschiedliche Leistungen/Leistungswerte.
- Die Leistung eines Verbrennungsmotors hängt also immer mehr oder weniger von Vorgaben ab: Einem bestimmten Luftdruck in der Umgebung, einer bestimmten Drehzahl, dem An- oder Abklemmen der Wasserpumpe. Bei den RAC h.p. sind die Vorgaben - auch vor dem Hintergrund der damaligen Möglichkeiten - zugegebenermaßen besonders: So wird dort eben eine (Motor-)Leistung / ein Leistungswert errechnet, der bei einer mittleren Kolbengeschwindigkeit von 5,08 Meter pro Sekunde anliegt.
- Dazu belegt die von Alturand im Artikel eingearbeitete Formel, dass - bei Kenntnis der Zusammenhänge und maßgeblichen Faktoren - eine Umrechnung in die klassischen Einheiten der Leistung möglich ist.
- Abgesehen von dem Vorteil einer schnellen, einfachen Übersicht für den Leser halte ich die einleitende Infobox daher auch in der Sache selbst für logisch und folgerichtig.
- --Roland Rattfink (Diskussion) 12:23, 13. Aug. 2016 (CEST)
- Wie ich schon schrieb, ist der Knackpunkt dieser Diskussion, dass wir mit "physikalische Größe" bzw. "physikalische Einheit" nicht das gleiche meinen. Nach meinem Verständis sind physikalische Größen und Einheiten unabhängig von irgendwelchen Randbedinungen; so gesehen ist ein Verbrennungsmotor nicht geeignet, eine physikalische Einheit zu definieren. Für mich ist die "Leistung eine Motors" (randbedingungsabhängig) also keine "physikalische Größe", auch wenn ich sie in physikalischen Einheiten wie kW oder PS messen kann. Für verschiedene zur gleichen physikalischen Größe (gleiche "Dimension" lt. Infobox) gehörende physikalische Einheiten gibt es in den mir bekannten Fällen (und wenn man den Bereich der klassischen Mechanik nicht verlässt) einfache (!) Umrechnungsformeln, die unabhängig sind vom Einzelfall und seinen Randbedingungen. – Nun denn, der Worte sind genug gewechselt: in der Infobox solltest Du das Feld "Dimension" noch ausfüllen ("SI" und "CGS" dürften illusorisch sein), und dann können wir von mir aus den Deckel hier zumachen. Einen schönen Sonntag noch wünscht Telford (Diskussion) 10:44, 14. Aug. 2016 (CEST)
Des Johannes Anmerkungen
[Quelltext bearbeiten]Ich versuche meine Anmerkungen möglichst kurz zusammenzufassen.
Einleitung und Infobox
[Quelltext bearbeiten]„RAC h.p. ist eine veraltete Maßeinheit für die Leistung von Hubkolben-Verbrennungsmotoren“. Nein, das ist sachlich falsch. RAC h.p. ist ein Flächenmaß zur Besteuerung von Kraftfahrzeugen. Die Dimension muss also L2 sein, nicht M·L2·T−3.
Denn:
- d= Länge
- n= dimensionslos
→ RAC h.p. ist eine Fläche!
- Meine Antwort: Nein, Johannes, hier liegst Du schon im Kern falsch. Und dieser Fehler zieht sich nach meinem Eindruck durch weite Teile Deiner Ausführungen. Du fokussierst Dich hier fälschlich auf den Divident/Zähler und dessen Dimension. (Mit-)Entscheidend ist aber der Divisor (Teiler/Nenner) 2,5:
- Objektiv: Bei näherer Betrachtung ist der Divisor (Teiler/Nenner) 2,5 nicht dimensionslos. Das wird insbesondere im Abschnitt RAC Horsepower #Die Herleitung des konstanten Divisors 2,5 umfassend erläutert, ferner in dem Diskussionsabschnitt unmittelbar über Deinem: Diskussion:RAC Horsepower #Physikalische Einheit der Leistung?. In dem Divisor stecken also einerseits der (als gegeben/fix angenommene) mittlere Arbeitsdruck im Zylinder (in der dortigen Herleitung als pm bezeichnet) sowie andererseits die (gleichfalls als gegeben/fix angenommene) mittlere Kolbengeschwindigkeit (dort als Produkt 2 × h (für Kolbenhub) × Upm (Drehzahl)), jeweils bei Höchstleistung (in ihren damals üblichen [britischen] Einheiten). Zusammen mit der Dimension für die Fläche (im Divident/Zähler) ergibt das dann die "Leistung" als "Horsepower" (Pferdestärke) (im Sinne des Royal Automobile Club und damit in Abgrenzung zu den anderen, teils späteren Formeln/Methoden der ALAM, SAE, CUNA, DIN ….).
- Subjektiv: Du blendest die subjektive Zielsetzung des RAC und seiner damals hoch angesehenen Ingenieure aus. Sie wollten nicht bloß eine Fläche berechnen (das konnten viele andere bereits Jahrhunderte vor ihnen), sondern bewusst die Motorleistung ermitteln und haben die ja auch im Ergebnis für die technischen Gegebenheiten um 1906 und kurz danach recht genau getroffen, passend für kurzhubige und langhubige Motoren, Automobile und Motorräder, halt alles, was sich mit Hubkolben-Verbrennungsmotoren bewegen ließ. Sie haben damit zugleich "Blender" entlarvt, die die Aufbruchsstimmung kurz nach der Jahrhundertwende nutzen wollten und mit unrealistisch hohen Motorleistungen warben. Die Formel später zur Grundlage der Kraftfahrzeugbesteuerung zu machen, war ja letztlich nur ein "Abfallprodukt".
- Konkret zur Einfügung der Dimension in die Infobox: Ich tat mich zugegebenermaßen auch etwas schwer, die Infobox zu befüllen, insbesondere weil der RAC bestimmte Faktoren als gegeben/fix angenommen hat, also in gewisser Weise nicht konkret im Einzelfall gemessen, sondern verallgemeinert hat. Tatsächlich gab es um 1906 aber kaum Schwankungsbreiten der verschiedenen Hersteller bei den Punkten mittlerer Arbeitsdruck und mittlere Kolbengeschwindigkeit bei Höchstleistung, so dass die Vorgehensweise des RAC, hier zu verallgemeinern, nachvollziehbar ist. Diesen betreffenden Infobox-Eintrag in seiner bis heute gültigen Form nahm Benutzer:Kein Einstein noch 2016 vor, der nach meinem Eindruck in wissenschaftlichen Fragen sehr beschlagen ist, und zwar aufgrund der Diskussion im Abschnitt hier drüber, siehe diesen Edit. Die von ihm eingefügte Dimension M·L2·T−3 ist nach alledem nach meinem Verständnis zutreffend, da letztlich alle klassischen Bestandteile der Leistungs-Definition und deren Dimensionen in der Formel berücksichtigt sind. --Roland Rattfink (Diskussion) 16:11, 24. Aug. 2021 (CEST)
- Meine Antwort: Nein, Johannes, hier liegst Du schon im Kern falsch. Und dieser Fehler zieht sich nach meinem Eindruck durch weite Teile Deiner Ausführungen. Du fokussierst Dich hier fälschlich auf den Divident/Zähler und dessen Dimension. (Mit-)Entscheidend ist aber der Divisor (Teiler/Nenner) 2,5:
- Dann fehlt aber die korrekte Bemaßung im Nenner. Und selbst dann, wenn die Dimension Kubikzeit pro Masse sein soll, gibt es keine geeignete imperiale Maßeinheit der Masse (angenommen dass hier alle mit normalen Sekunden rechnen); 2,5 Kubiksekunden pro Pound, Stone, Ounce, Short ton, Hundredweight und Long ton passen alle nicht, weil bei einer vorgegebenen Fläche in Quadratzoll (im Vergleich zum Quadratmeter sehr klein!) eine entsprechend kleine Masse gewählt werden muss – wenn ich mich nicht komplett vertan habe, dann 1 hp=1,06 lb·in2·s−3, also beim Faktor 2,5 → m≈192 g – welche angloamerikansiche Masseeinheit hat eine Masse von 192 g? Ich kenne keine. Auch glaube ich nicht, dass dieser Ansatz gewählt wurde, weil er zu kompliziert zu rechnen ist. Es muss also ein Flächenmaß sein, das zum Schätzen geeignet ist: Der mit der Formel errechnete Zahlenwert der Fläche ist ident mit dem Zahlenwert der Leistung. Die Fläche ist aber keine Leistung. Viele Grüße, --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 00:18, 28. Aug. 2021 (CEST)
Die Berechnungsformel
[Quelltext bearbeiten]- „Bei Angabe der Zylinderbohrung in Millimeter sollte durch 1613 geteilt werden“
Für einen VW EA 189 (siehe Abschnitt darunter)
Bei Angabe der Zylinderbohrung in Millimeter sollte durch 1613 geteilt werden
- Meine Antwort: Dein Beispiel, den vierzylindrigen Motor VW EA189 zu Vergleichszwecken heranzuziehen, finde ich im Kern praktikabel, da er – jedenfalls in der langhubigen 2,0-Liter-Ausführung mit B × H (Bohrung mal Hub) von 81,0 × 95,5 mm (etwa 3,19 × 3,76 Inch) – ähnliche Abmessungen hatte, wie sie schon um 1910 gebräuchlich waren.
- Ich verstehe jedoch nicht, was Du dann rechnest!? (Du scheinst da zwei Dinge miteinander zu vermischen und Werte reinzupacken, die jedenfalls an dieser Stelle fehl am Platze sind.)
- Der zitierte, von Dir in Frage gestellte Satz, befindet sich umseitig im Abschnitt RAC Horsepower #Die_Berechnungsformel. Die Grundformel für Maße in Inch lautet: RAC h.p. = d² × n / 2,5. Angewendet auf die Maße des VW-Motors: 3,19² × 4 / 2,5 = 16,28 h.p. nach RAC-Formel. Modifiziert für Maße in Millimeter lautet die Formel: RAC h.p. = d² × n / 1613. Wiederum angewendet auf die Maße des VW-Motors: 81² × 4 / 1613 = 16,27 h.p. nach RAC-Formel. Soweit, so klar – jedenfalls für mich. Ein Vierzylindermotor mit den Zylinderabmessungen des VW EA189 hätte also um 1906 und später nach der RAC-Formel gut 16 h.p. Leistung gehabt. Die geringe Abweichung zwischen den beiden vorgenannten Formeln ergibt sich aus den Rundungsdifferenzen bei der Umrechnung von Millimeter in Inch und (minimal) dem Umstand, dass 1613 – wie im Abschnitt ausgeführt – bereits minimal aufgerundet ist (von den mathematisch genauen 1612,9).
- Dass der von Dir herangezogene VW-Motor – als Zweiliter-Vierzylinder eingesetzt von 2007 bis 2016 – je nach Ausführung tatsächlich zwischen 84 bis 177 DIN-PS leistet, verwundert natürlich nicht: Zum einen ist es ein Turbodiesel, also mit Aufladung, zum anderen haben wir den technischen Fortschritt: Der mittlere Arbeitsdruck bei Höchstleistung dürfte deutlich über den vom RAC als fix angenommenen (umgerechneten) 6,3 bar liegen, die mittlere Kolbengeschwindigkeit bei Höchstleistung über dem damals als Standard festgelegten 5,08 Metern pro Sekunde; und die Leistungsverluste im Antrieb sollten natürlich auch deutlich geringer sein.
- Der zitierte, von Dir in Frage gestellte Satz ist übrigens – in übersetzter Form – ein Textteil, der vom derzeitigen Einzelnachweis 3 abgedeckt ist, dem Red Book von 1914, hier nochmal der Link auf die entsprechende Seite bei gracesguide.com (ganz unten). --Roland Rattfink (Diskussion) 17:41, 24. Aug. 2021 (CEST)
- Meine Antwort: Dein Beispiel, den vierzylindrigen Motor VW EA189 zu Vergleichszwecken heranzuziehen, finde ich im Kern praktikabel, da er – jedenfalls in der langhubigen 2,0-Liter-Ausführung mit B × H (Bohrung mal Hub) von 81,0 × 95,5 mm (etwa 3,19 × 3,76 Inch) – ähnliche Abmessungen hatte, wie sie schon um 1910 gebräuchlich waren.
- Tatsächlich ist mir da ein Fehler unterlaufen. Richtig ist P=d²n/1613. Ich habe die falsche Formel verwendet. Viele Grüße, --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 21:05, 24. Aug. 2021 (CEST)
Abstrakte Leistungsermittlung und Vergleichbarkeit als ursprüngliche Ziele
[Quelltext bearbeiten]- „[Es] waren noch keine hinreichend genauen, leicht zu bedienenden und kostengünstigen Motorenprüfstände zur Ermittlung der physikalischen Einheit Pferdestärke verbreitet“ → das stimmt zwar, aber das stimmt immer, denn diese Bestimmung erfordert Personeneigenschaften, die ein Motorenprüfstand nicht haben kann. Also ist es nicht sinnvoll, das explizit zu erwähnen. Gemeint ist, dass der Motorenprüfstand den Wert der Leistung nicht exakt bestimmen kann.
- Meine Antwort: Laien dürften sich m. E. fragen: „Warum soll ich die Motorleistung kompliziert und abstrakt ausrechnen? Warum messe ich sie nicht einfach?“ – Da ist m. E. der Hinweis schon angebracht, dass taugliche Motorenprüfstände zur Ermittlung der Höchstleistung eines Motors (oder solcher Daten, aus denen ich die Höchstleistung ableiten kann,) damals um 1906 schlicht (noch) nicht existierten; daher auch die Bebilderung mit dem Leistungsprüfstand von Heenan & Froude von 1937 und dem Motorenprüfstand von Horiba von etwa 2007. Deine weitergehende Kritik verstehe ich leider nicht: Was sollen erforderliche Personeneigenschaften bei der Ermittlung der Motorleistung sein? Ein moderner Motorenprüfstand zur Leistungsmessung wirft mir doch ein komplettes Leistungsdiagramm als Kurve mit der Leistung auf der x-Achse und der Drehzahl auf der y-Achse aus (und dokumentiert idealerweise die Lufttemperatur und den -druck der Umgebung, die Luftfeuchtigkeit und die Sauerstoffsättigung). Allerdings erscheint mir meine damalige Formulierung heute sprachlich etwas sperrig; schlichter und damit besser wäre vielleicht: „… zur Ermittlung der Höchstleistung eines Motors ….“ --Roland Rattfink (Diskussion) 17:33, 26. Aug. 2021 (CEST)
- Ein Motorenprüfstand kann nicht ermitteln, was eine physikalische Einheit ist, das können nur Personen (qualitative Eigenschaftsbestimmung). Leistungsprüfstände messen den Wert der Leistung (quantitative Eigenschaftsbestimmung). --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 00:31, 28. Aug. 2021 (CEST)
- Es ist schon wieder von Brems-PS die Rede, wobei Nennleistung gemeint ist.
- Meine Antwort: Wieso schon wieder? Ich wüsste jetzt nicht, wo es zuvor bereits moniert worden wäre. Und warum soll Brems-PS nicht richtig sein? In den angegebenen englischsprachigen Quellen ist regelmäßig von „brake horsepower“ die Rede und die m. E. sprachlich wie technisch korrekte Übersetzung davon ins Deutsche ist „Brems-PS“. Dabei verstehe ich darunter das in Horsepower #Varianten nach Zweck Erläuterte: Brake Horsepower (bhp, hp): An einer Maschine oder einer Welle mittels Bremse (Bremsmoment) und Drehzahlmesser gemessene Leistung. Die an der Kurbelwelle gemessene Leistung wird oft bei Kraftfahrzeugmotoren angegeben. Dein Vorschlag Nennleistung bringt da nach meinem Verständnis keinen Vorteil, im Gegenteil: Als Nennleistung wird die vom Hersteller angegebene („genannte“) Leistung eines Geräts … bezeichnet, die diese umsetzen (aufnehmen) oder generieren (abgeben) können. Genau das war ja damals das Problem: Dass Hersteller mitunter Phantasiewerte nannten. Es ging dem RAC aber gerade um Kontrolle der Hersteller, Prüfung ihrer Angaben auf Schlüssigkeit, Reproduzierbarkeit von Messergebnissen und schlussendlich die Schaffung einer Formel, die eine neutrale, realistische Einschätzung der Motorleistung mit Papier und Bleistift ohne Messen und Zerlegen des Motors ermöglichen sollte und die dies für eine gewisse, kurze Zeit ja auch schaffte. --Roland Rattfink (Diskussion) 17:33, 26. Aug. 2021 (CEST)
- Die sinnvollste Übersetzung für den Begriff Brake Horsepower ist vielleicht Nutzleistung. Brems-PS impliziert aber PS → eine andere Maßeinheit. --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 00:31, 28. Aug. 2021 (CEST)
- „Ebenso unklar war, wie eine Pferdestärke als Einheit der Leistung konkret definiert werden sollte.“ → Auch das ist unsinnig, weil es zum einen mit dem Thema nichts zu tun hat und zum anderen dieses Problem zu jenem Zeitpunkt schon gelöst war: 1 PS=75 kp·m·s−1. Gemeint ist wieder etwas anderes, und zwar dass man sich nicht einig war, an welcher Stelle man diese Leistung bestimmen sollte (am Schwungrad vs. an den Rädern messen vs. indizierte Leistung berechnen).
- Meine Antwort: Jein: Du machst es Dir m. E. in zwei wesentlichen Punkten zu einfach. Erstens: Damals gab es eben nicht die eine Pferdestärke. Die von Dir genannte Formel beschreibt die „metrische Pferdestärke“ (metric horsepower), wie sie in Kontinentaleuropa gebräuchlich war/ist. Im anglo-amerikanischen Raum herrschte dagegen die „imperiale“ oder „mechanische Pferdestärke“ (imperial oder mechanical horsepower) vor, die eben nicht von 75 Kilogramm, sondern 33.000 angloamerikanischen Pfund ausging. Du beschreibst es ja selbst in „Deinem“ Artikel Horsepower #Unterschied zur Pferdestärke, wenn auch m. E. vielleicht ein wenig mit der deutschen/kontinentaleuropäischen Brille gesehen. Zweitens: Messung am Schwungrad, Messung an den Rädern oder Berechnung einer indizierten Leistung war ja nur ein Streitpunkt von mehreren. Je nach Breitengrad oder Höhe über dem Meeresspiegel variiert die Gravitation und das hat Auswirkungen auf den Leistungswert, Du beschreibst es ja wiederum selbst in „Deinem“ Artikel Horsepower #Definitionsschwäche, wo Du internationale Wissenschaftskongresse unter anderem dazu von 1889, 1901 und 1911 anführst, die das Problem letztlich nicht vollständig lösten. Und letztlich variiert die Motorleistung ja auch je nach Umgebungstemperatur und -luftdruck, je nach Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoffsättigung. Präzisierungen schafften dazu ja beispielsweise erst die Regeln zur DIN-PS. Bei den damaligen Leistungswerten mag sich das vielleicht nicht in den Zahlenwerten niedergeschlagen haben (zumal es ja ohnehin noch grobe Fertigungstoleranzen mit daraus resultierenden Leistungsunterschieden gab), es wurde aber dennoch in den Wisschenschaftskreisen schon diskutiert. Das Thema wurde im übrigen auch schon in dem Disk.-Abschnitt über Deinem angeschnitten. Ich gebe Dir aber insoweit Recht, dass der Satz sprachlich vielleicht zu eng gefasst ist, besser wäre vielleicht: „Ebenso unklar war, unter welchen Rahmenbedingungen die Pferdestärke als Einheit der Leistung gemessen bzw. berechnet werden sollte.“ (mit nachfolgender stichpunktartiger Aufzählung der damals strittigen Punkte). --Roland Rattfink (Diskussion) 17:33, 26. Aug. 2021 (CEST)
- Du darfst nicht die Norm der Messung als solche mit der Definition der Maßeinheit verwechseln. Die Norm der Messung (z. B. ISO 1585) sieht vor, wo die Leistung gemessen wird und welche äußeren Parameter für Luftdruck, Temperatur usw. gelten sollen. Sie sieht auch die Maßeinheit vor, in der die Angabe erfolgen soll (hier kW). Was aber ein kW denn genau ist, definiert die Norm ja nicht. RAC Horsepower ist im Prinzip auch nur eine (wenn auch recht primitive) Norm der Leistungsermittlung – die Leistung wird nicht gemessen, sondern über eine Fläche approximiert. Die vorgegebene Maßeinheit ist Horsepower. Das RAC-System würde auch ohneweiters für kW oder PS funktionieren, dafür müsste halt der Divisor entsprechend geändert werden (3,35 für kW und 2,47 für PS). Viele Grüße, --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 00:26, 29. Aug. 2021 (CEST)
- „Die heute skurril anmutende Idee, die Leistung anhand bestimmter weniger Kenndaten eines Verbrennungsmotors mathematisch ermitteln zu wollen (…) war deshalb aus damaliger Sicht durchaus naheliegend“ → Das ist nicht skurril aus heutiger Sicht. Es gibt ein paar Faustformeln, insbesondere im Bezug auf den mittleren Arbeitsdruck; ein freisaugender Pkw-Ottomotor mit Vierventiltechnik erreicht so ca. 1,2…1,3 MPa (das kann man als Faustformel einfach annehmen). Bei 2 dm3 Hubraum ergibt das dann ungefähr 190 N·m maximales Drehmoment, nehmen wir einen Abfall von 15 % bis zur Nenndrehzahl und eine Nenndrehzahl von 6000/min an, dann hat der Motor ungefähr 100 kW Leistung.
- Meine Antwort: Sicher, es gibt Faustformeln, die in einem gewissen Rahmen eine grobe Abschätzung ermöglichen, die Leistung konkret/genau berechnen zu wollen ist nochmal was anderes, und heute haben wir natürlich sehr genaue Messmöglichkeiten. Ich denke, der Satz gibt das zutreffend wieder. Zumal: Damals ähnelten sich alle Motoren recht stark (Verhältnis Bohrung/Hub, Vergaser, Lage der Ein- und Auslassventile und ggf. deren Steuerung); heute sind wir eine große Bandbreite von Verbrennungsmotoren mit riesigen Spannweiten bei Leistung, Drehmoment und Verbrauch gewohnt: Bei einem Motor mit drei Liter Hubraum kann man einerseits an den Mercedes-Benz OM 617 aus dem Mercedes-Benz 240 D 3.0 (W 115) mit seinen 59 kW (80 PS) denken, aber auch die beinahe achtmal so starken Formel-1-Motoren der Sauger-Ära. Den strittigen Satz könnte man ggf. durch den Zusatz „möglicherweise“ (skurril anmutende …) relativieren. --Roland Rattfink (Diskussion) 17:33, 26. Aug. 2021 (CEST)
- Tatsächlich sind die Messmöglichkeiten nur, ich sage mal ausreichend genau. Motorenprüfstände sind nicht und müssen nicht hochgenau sein. Verbrennungsmotoren werden meist auch viel primitiver im Modell dargestellt, als sich das Otto Normalverbraucher vorstellt. Aus Vierzylinderreihenmotoren kann man leicht Einzylinder machen und Wankelmotoren kann man als Dreizylinderzweitakthubkolbenmotoren simulieren. Dass die reale Motorleistung auch nicht der Nennleistung entspricht, ist offensichtlich, weil die Nennleistungsbedingungen (Luftdruck, Temperatur usw.) im realen Fahrbetrieb selten erreicht werden. Deswegen muss ich schmunzeln wenn jemand unbedingt den exakten Wert der Motorleistung wissen will (es gibt diesen Wert nicht). Schlimm ist das in der englischsprachigen Wikipedia, wo die Motorleistung von Krafträdern auf zwei Nachkommastellen genau angegeben wird, gemessen am Hinterrad. Das ist natürlich totaler Quatsch, weil es so genau gar nicht funktionieren kann. (Beispiel zum Nachrechnen, wenn wir Drehzahlmessergenauigkeit von ±10/min annehmen: M=konstant über das gesamte Drehzahlband, p_m=1,5 MPa, V_h=600 cm³, n=10000/min; und jetzt einmal für n=9990/min einsetzen (funktioniert auch mit 9998/min)…). Deswegen werden Leistungsangaben fast immer in natürlichen Zahlen gemacht. Viele Grüße, --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 00:55, 29. Aug. 2021 (CEST)
- Die erste Formel aus dem Red Book ermöglicht angeblich die Berechnung der Nennleistung – das geht natürlich nicht, man kann sie nur messen.
- „Der RAC-Leistungswert bleibt gleich, obwohl mit einer Verdoppelung und Verdreifachung der Drehzahlen in den folgenden Jahren und Jahrzehnten eine doppelte bis dreifache Motorleistung erzielt werden konnte.“ → Das erscheint unplausibel, da es ein gleichbleibendes Moment voraussetzt. Das haben aber nur die wenigsten Motoren, beispielhaft seien hier freisaugende Audifünfzylindermotoren und Wankelmotoren genannt (aber auch hier kann man nur von einer Annäherung sprechen, ein exakt gleichbleibendes Moment hat wohl kein Motor). Normalerweise fällt das Moment ab einer gewissen Drehzahl, sodass eine Verdreifachung der Drehzahl nicht in einer Verdreifachung der Leistung resultiert.
Die Herleitung des konstanten Divisors 2,5
[Quelltext bearbeiten]- Ich finde die gewählten Formelzeichen etwas unüblich. Arbeitsdruck (pm) und Kolbenfläche (d) sind „normal“, aber Kolbenhub ist normalerweise s, Drehzahl n und Zylinderzahl z. Upm für Drehzahl ist total unglücklich gewählt, h für Kolbenhub kann man schnell mit η verwechseln.
- Es wird nicht erklärt, in welchen Maßeinheiten die Größen gerechnet werden sollen, das führt (siehe weiter unten) zu einem signifikanten Problem.
- Das Formelzeichen für den mechanischen Wirkungsgrad (ηm) fehlt und die Bezeichnung für den mechanischen Wirkungsgrad ist sehr eigenwillig (Korrekturfaktur für die Motoreneffizienz (Wirkungsgrad)).
- Das Formelzeichen für die Leistung (P) fehlt.
- Die nutzbare Leistung heißt tatsächlich Nutzleistung, Nennleistung, effektive Leistung (oder bei einer Maschine größer als ein Automobilmotor auch Wellenleistung). „=Brems-PS“ ist wieder eine sehr eigenwillige Bezeichnung die auf einmal eine ganz andere Maßeinheit einführt (Pferdestärke).
- Der Begriff „britische Pferdestärke“ ist meines Erachtens unpassend, weil in Großbritannien heutzutage meist Pferdestärke damit gemeint ist, nicht aber Horsepower (das hier mit der Formel berechnet beziehungsweise abgeschätzt werden soll). Gleichzeitig sind in der deutschen Sprache geläufige Begriffe wie Fuß oder Sekunde in Englisch.
- Die erste Formel ist falsch:
- h.p.-Leistung = pm × ( × d²/4) × h × Upm × ½ × n / 33.000
Setze ich nun für einen VW EA 189 die Werte (d=81 mm, h=95,5 mm, pm=2,04 MPa, Upm=2000/min, n=4) ein, dann müsste ich als Ergebnis ca. 90 hp bekommen:
Das im Abschnitt Die Berechnungsformel angesprochene Dividieren durch 1613 führt offensichtlich auch nicht zum richtigen Ergebnis (sollte man also streichen).
Selbst mit imperialen Maßen geht es sich nicht aus: (d=3,19 in, h=3,76 in, pm=296 lbf/in², Upm=2000/min, n=4)
Des Rätsels Lösung: Beim Übertrag aus der Quelle wurde übersehen, dass mit d/2 in Fuß gerechnet wird. Das heißt, die Formel ist falsch. Man muss einen weiteren willkürlichen Faktor einsetzen (Zoll auf Fuß= 12−1), damit es funktioniert. Wer soll darauf kommen?
- h.p.-Leistung = pm × ( × d²/4) × h × Upm × ½ × n / 33.000
- Der mittlere Arbeitsdruck soll 1930 schon bei 875 kPa gelegen haben? Dieser Wert ist extrem unrealistisch. In den 1940er-Jahren hatten Pkw-Ottomotoren mittlere Arbeitsdrücke von etwa 550…700 kPa (vergleiche ausgeführte Motoren in H. Kremser: Der Aufbau schnellaufender Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge und Triebwagen, Springer, Wien 1942).
- Die Formel für die mittlere Kolbengeschwindigkeit ist falsch: (2h·Upm) würde für den EA 189 cm=2·95,5·2000=382000 m/s ergeben. Richtig ist cm=h·U·30000−1. Normalweise rechnet man auch nicht mit der Drehzahl bei größtem Arbeitsdruck, sondern mit der Nenndrehzahl. Das Formelzeichen für die mittlere Kolbengeschwindigkeit fehlt übrigens auch.
- „Der Club berücksichtigte also, dass ein Motor mit kurzem Hub seine Höchstleistung erfahrungsgemäß bei höheren Drehzahlen erreicht als ein Motor mit langem Hub“ → Leistung ist das Produkt aus der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle und dem Moment, das an der Kurbelwelle anliegt. Das Moment ist in etwa äquivalent zum Hubraum und ein Motor mit kurzem Hub hat in der Regel wenig Hubraum. Man kann das verinfachen zu „Motoren mit wenig Hubraum haben weniger Leistung als Motoren mit viel Hubraum“.
- Die mittlere Kolbengeschwindigkeit soll 2750 ft/min (14 m/s) betragen haben? Ende der 1930er-Jahre? Realistischer sind eher Werte um 10 m/s.
- „Für den Wirkungsgrad, also die Frage, welcher Prozentsatz der in den Zylindern durch Verbrennung erzeugten Leistung am Kurbelwellenende ankommt, nahm der RAC vereinheitlichend 75 Prozent an.“ Das stimmt auch nicht. Der RAC nahm einen mechanischen Wirkungsgrad von 75 % an. Das heißt, dass der RAC annimmt, dass durch Reibungsverluste usw. nur etwa 75 % der bereits aus Wärme umgewandelten Arbeit nutzbar sind (Produkt aus indiziertem Wirkungsgrad und mechanischem Wirkungsgrad). Ein Wirkungsgrad von 75 % würde aber bedeuten, dass der Motor 75 % der chemischen Energie in mechanische Arbeit umwandeln könnte. Das wäre ein exzellenter Wert – die besten heute bekannten Maschinen, die chemische Energie in mechanische Arbeit umwandeln können, erreichen Wirkungsgrade von knapp mehr als 60 %, für einen Pkw-Ottomotor (einen modernen) kann man einen Wirkungsgrad von <40 % annehmen. 75 % ist aber absolut unrealistisch und das wird man auch schon vor 100 Jahren gewusst haben.
- Der Artikel suggeriert, dass man die Bremsleistung (Brems-PS) mit einer Formel berechnen könnte: Brems-PS = 90 × d² × 1000 × n × 0,75 / (84.023 × 2) Das ist natürlich Unsinn. Mit dieser Formel kann man die Leistung anhand einer Fläche abschätzen, nicht aber errechnen. Auch entspricht das Ergebnis nicht der Größe Leistung, sondern eben einer Fläche. Prinzipiell also bestimmt man einen Wert, der nur von den konstruktiven Merkmalen (das heißt den Abmessungen) des Motors abhängig ist. Letztlich also vergleichbar mit der Besteuerung nach Hubraum. Das erklärt auch, warum englische Motoren jener Epoche ausgesprochene Langhuber sind – der Hub wird bei der Berechnung einfach ignoriert.
- „Unter bestimmten Umständen entspricht 1 RAC h.p. genau einer britischen Pferdestärke (bhp) = 0,7457 kW“ → Nein, das kann nicht sein, weil ein RAC-Horsepower die Größe Fläche hat. Es fehlen Masse und pro Kubikzeit. Was sein kann ist, dass der Zahlenwert des RAC-Horsepower dem Zahlenwert eines Horsepowers entspricht.
- Wann der Zahlenwert eines RAC-Horsepower mit dem eines tatsächlichen Horsepower übereinstimmt, kann man darstellen. Nur verstehe ich nicht genau, wie der Artikel das machen will:
Warum um alles in der Welt verwendet man da eine Formel? Das macht gar keinen Sinn. Es ist viel einfacher, den Wert vom Leistungsdiagramm abzulesen. Jede Formel würde ein Herauskürzen von n und d beinhalten. Aber die hier präsentiere Formel verstehe ich nicht: Der mittlere Arbeitsdruck soll 6300 hPa (da fehlt ein a im Einheitenzeichen) betragen, der Wirkungsgrad soll 75 % betragen (gemeint ist hier wieder der mechanische Wirkungsgrad ηm) und es braucht eine Drehzahl von 152,4 m·Upm·h−1? Wie bitte soll das funktionieren? Das Formelzeichen m wurde nicht definiert, aber wenn man einfach Masse in Kilogramm annimmt, dann kann das ja gar nicht funktionieren. h ist hat die Größe der Länge, also muss m auch eine Länge sein. Nur ist die Frage: Wovon? Und U ist doch schon die Drehzahl, warum setzt man die nicht einfach ein? - Die letzte Formel ist auch unverständlich:
- η ist bekannt (MECHANISCHER Wirkungsgrad)
- pm ist bekannt (Mitteldruck)
- Upm ist bekannt (Drehzahl)
- h ist bekannt (Kolbenhub)
- n ist die Zylinderanzahl
- Aber was sollen, b, p, a, r, m und i sein?
Die Zielsetzung ist hier meines Erachtens, den Mitteldruck pm und die Drehzahl Upm zu bestimmen, denn nur davon hängt die Leistung ab: d und n sind konstruktiv vorgegeben, ebenso wie h. Man hat also ein fixes vorgegebenes Arbeitsvolumen. Kennt man den Mitteldruck pm, dann kann man das Moment bestimmen; kennt man dann auch Upm kann man das Produkt aus Moment und Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, also die Leistung berechnen. Da wir hier zwei Variablen haben, die wir auch noch (in bestimmten Grenzen) beliebig variieren können, ist es nicht möglich, eine Formel aufzustellen, mit der man immer exakt einen Leistungswert bestimmen kann. Die Formel kann also nicht funktionieren (außer man legt die Drehzahl auf einen fixen Wert fest).
Viele Grüße, --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 20:29, 22. Aug. 2021 (CEST)
- @Johannes Maximilian: Vorab zunächst: Danke für Dein Interesse am Artikel und den Wunsch, diesen zu verbessern, sei es durch inhaltliche Korrekturen, sei es bei der Allgemeinverständlichkeit, sei es bei dem Ziel einer Vereinheitlichung von Wortwahl, Abkürzungen oder den Formelzeichen im Verhältnis zu anderen WP-Artikeln dieses Themenbereichs.
- Kurz nochmal zum Hintergrund: Den Artikel habe ich im wesentlichen von April bis Juni 2016 geschrieben. Vorausgegangen war eine interessante, von einem Dritten angestoßene Diskussion in unserem Portal:Auto und Motorrad (die müsste ich bei Lust und Laune mal raussuchen und hier verlinken), gefolgt von einer umfassenden Recherche, speziell in englischsprachigen Quellen. Um mich abzusichern, hatte ich den weitgehend fertigen Artikel – meiner Erinnerung nach noch vor der Veröffentlichung – im Portal:Physik vorgestellt, wo er eine Art Mini-Review durchlief (auch das könnte ich raussuchen und hier verlinken). Speziell zwei dortige Portalmitarbeiter haben ihn vertieft geprüft und kleinere, punktuelle Verbesserungen angeregt bzw. selbst vorgenommen; und auch Du warst ja 2016 schon mal mit einer (kleineren) Änderung im Artikel aktiv. Am Ende stand eine Vorstellung des Artikels in der Hauptseitenrubrik "Schon gewusst?" mit mehreren Tausend Seitenaufrufen an den beiden Tagen der Präsentation und sicher weiteren Tausend danach (auch wenn der Artikel im WP-Bestand natürlich nur ein Nischenthema ist).
- Lange Rede: Das alles garantiert natürlich nicht, dass der Artikel fehlerfrei ist. Aber er ist ausreichend lange im Bestand und hatte zeitweilig sehr viel Aufmerksamkeit, so dass jedenfalls grobe Verständnisfehler ausgeschlossen sein sollten. Da ich weiß, wie gründlich und aufwendig damals meine Recherche und der Schreibprozess waren und dass ich gewohnt bin, gründlich zu arbeiten, würde ich als Hauptautor Dich gerne bitten, eventuelle gravierende Änderungen abschnittsweise vorzunehmen (das erleichtert die Prüfung und nachfolgende Ergänzungen/Korrekturen/notfalls Zurücksetzungen) und bei Unsicherheiten und Fragen – wie jetzt oben dankenswerterweise geschehen – die Diskussion zu suchen; ich bin mir sicher, dass wir da eine für alle Seiten befriedigende Lösung finden können.
- Die Materie ist natürlich nicht ganz trivial. Das zeigt schon Deine Einleitung: Ich versuche meine Anmerkungen möglichst kurz zusammenzufassen. Deine nachfolgenden Ausführungen ergeben dann 12,5 kB! Aber diese/Deine Gründlichkeit hat ihre Vorteile. Für mich ist WP ein schönes Hobby, aber es gibt auch das "Real Life"; ich möchte im Verlauf des heutigen Tages und ggf. in den folgenden nacheinander – Punkt für Punkt – auf Deine einzelnen Anmerkungen eingehen. Vom Zeitbudget her wird das bei mir aber nicht in einem Aufwasch funktionieren. Zudem liegt manches zeitlich derart weit zurück, dass ich mich selbst bei dem ein oder anderen Punkt erst wieder einarbeiten muss. Um es zu strukturieren, würde ich vorschlagen, dass ich meine Antworten – deutlich gekennzeichnet – direkt in die einzelnen Abschnitte oben reinsetze, für die Du ja schon Zwischenüberschriften geschaffen hast, um die Zuordnung zu erleichtern und damit wir gemeinsam Punkt für Punkt abschließen können. Viele Grüße und bis in Kürze zu den einzelnen Punkten oben, --Roland Rattfink (Diskussion) 13:19, 24. Aug. 2021 (CEST)
- Hallo Roland Rattfink, ich habe den Artikel gründlichst „zerlegt“, deswegen ist es überhaupt kein Problem, wenn du mit deine(n) Antwort(en) einfach etwas länger braucht. Es läuft uns ja nichts weg. Viele Grüße, --Johannes (Diskussion) (Aktivität) (Schwerpunkte) 14:46, 24. Aug. 2021 (CEST)