Wirkungsgrad und Schlupf

Perpetuum Mobile Leonardo da Vinci * 1452 † 1519 Quelle: Deutsches Museum München

Perpetuum Mobile System treibt sich selbst an, System gibt Energie ab Quelle: M.C. Escher System treibt sich selbst an, Energie wird nicht zugeführt System gibt Energie ab

Perpetuum Mobile Standort: Deutsches Museum München Quelle: Cosmiq.de

Perpetuum Mobile

Perpetuum Mobile es herrscht Gleichgewicht Standort: Deutsches Museum München Quelle: Cosmiq.de

Wirkungsgrad Bei der Leistungsübertragung in Verbindung mit unterschiedlichen oder auch gleichen Energieformen entstehen Verluste – z.B. durch Reibung, Erwärmung, Leckage usw. Die abgegebene Leistung / Nutzleistung PN ist immer geringer als die zugeführte Leistung / Antriebsleistung PA. Es entsteht eine Verlustleistung PV. Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis dieser beiden Leistungen und beschreibt die Effizienz der Leistungsübertragung Der Wirkungsgrad ist eine dimensionslose Größe und hat einen Wert zwischen 0 und 1 bzw. zwischen 0 und 100 %. Werte über 1 bzw. 100% sind nicht möglich (Perpetuum mobile). In der Praxis kann auch der Wert 1 bzw.100% nicht erreicht werden. PA PN PV

Wirkungsgrad E - Motor Hydraulik - Motor Getriebe M ⋅ ω M1 Leistungsübertragung mit gleicher Energieform Leistungsübertragung durch umwandeln von Energie E - Motor Hydraulik - Motor Getriebe M ⋅ ω M1 1 2 2 Mechanische Leistungs- übertragung Elektrisch – mechanische Leistungsübertragung Verluste durch Reibung Verluste durch Reibung und Erwärmung Verluste durch Reibung und Erwärmung

Zusammenfassung Die Verlustleistung in einem System setzt sich auch verschiedenen Anteilen zusammen, z.B. Reibung , Erwärmung, Leckage usw. Die verschiedenen Wirkungsgrade berücksichtigen diese Anteile. Die Wirkungsgrade innerhalb eines Systems werden miteinander multipliziert. . …

Schlupf Schlupf entsteht, wenn in einem Antriebsystem die Leistung durch Reibschluss übertragen wird. Zwischen den Antriebselementen findet eine Relativbewegung statt, es wirken Reibkräfte. In der Agrartechnik spielen diese Verhältnisse z.B. eine Rolle bei Riementrieben Fahrwerke Riemenscheibe Antriebsrad Riemen Boden Raupenlaufwerk – Boden Bei einer Leistungsübertragung durch Formschluss (Verzahnung) tritt kein Schlupf auf wie z.B. bei Kettentrieben Kettenrad – Kette Zahnradgetriebe Zahnrad – Zahnrad

Schlupf s0 : theoretische Wegstrecke Bei der Leistungsübertragung Rad – Boden ist der Schlupf definiert s0 : theoretische Wegstrecke s : tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke oder vU : Umfangsgeschwindigkeit des Antriebrades Quelle: Renius, K. T.: Traktoren: Technik und ihre Anwendung. München 1985 v : Fahrgeschwindigkeit F vU vU vU vF vF vF Reifen angetrieben ohne Zugkraft Reifen angetrieben mit Zugkraft Reifen gezogen Schlupf negativ Schlupf gering positiv Schlupf positiv

Schlupf Die Größe des Schlupfes ist abhängig von den Größen der Kräfte, die übertragen werden sowie von der Materialpaarung. Große Kräfte bedeutet großer Schlumpf, d.h. mit zunehmender Kraft FT vergrößert sich der Schlupf. Quelle: Renius, K. T.: Traktoren: Technik und ihre Anwendung. München 1985

Triebkraftbeiwert Die auf dem Boden übertragbaren Triebkräfte sind begrenzt. Die jeweiligen Grenzwerte lassen sich mit dem Triebkraftsbeiwert berechnen. Es gilt FT : Triebkraft FG : Radlast Triebkraftbeiwert Der Triebkraftbeiwert wird durch Messung bestimmt. Auf harten Böden lassen sich größere Triebkräfte übertragen als auf weichen. Quelle: Renius, K. T.: Traktoren: Technik und ihre Anwendung. München 1985

Schlupf Quelle: Youtube