Leistungs- und Drehmomentrechner

Multiplizieren Sie das Drehmoment mit der Motordrehzahl und teilen Sie durch eine Konstante. In US-Einheiten: hp = Drehmoment (lb·ft) × rpm / 5252. Metrisch: kW = Drehmoment (N·m) × U/min / 9549, und PS = kW / 0,7355 (hp = kW / 0,7457). Beispiel: 300 lb·ft bei 5000 U/min sind 300 × 5000 / 5252 = 285,6 hp. Ohne Drehzahl lässt sich Drehmoment nicht in Leistung umrechnen, denn Leistung ist Arbeit pro Zeit: Dasselbe Drehmoment bei doppelter Drehzahl ergibt die doppelte Leistung.

Eine mechanische Horsepower ist 33.000 ft·lbf pro Minute. Ein Drehmoment von M lb·ft bei n U/min verrichtet M × 2π × n ft·lbf Arbeit pro Minute, also hp = M × 2π × n / 33.000 = M × n / 5252. Bei genau 5252 U/min sind beide Zahlen gleich; auf jedem Prüfstandsdiagramm, das hp und lb·ft im selben Maßstab zeigt, kreuzen sich die Kurven dort. Das ist ein Zufall der Einheiten: Mit kW und N·m kreuzen sich die Kurven stattdessen bei 9549 U/min.

Drehmoment ist eine verdrehende Kraftwirkung, gemessen in N·m oder lb·ft. Leistung gibt an, wie schnell diese Kraft Arbeit verrichtet: Drehmoment mal Drehzahl. Das Drehmoment an den Rädern bestimmt, wie stark das Auto in einem Moment schiebt, und die Übersetzung vervielfacht es. Die Leistung bestimmt, wie viel Schub bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit möglich ist, denn die Übersetzung tauscht Drehmoment gegen Drehzahl, kann aber keine Leistung erzeugen. Deshalb können ein hochdrehender Motor mit mäßigem Drehmoment und ein langsamer Diesel mit großem Drehmoment gleich gut beschleunigen, wenn ihre Leistung ähnlich ist.

kW ist die SI-Einheit und steht in den Zulassungsdokumenten der EU. Eine mechanische Horsepower (hp), die Einheit in den USA und Großbritannien, entspricht 0,7457 kW. Eine metrische Pferdestärke (PS, CV oder pk) entspricht 0,7355 kW; ein Motor mit 100 kW hat also 134 hp oder 136 PS. Brake Horsepower (bhp) ist die an der Kurbelwelle auf einem Motorprüfstand gemessene Leistung, vor den Getriebeverlusten. Wheel Horsepower (whp) wird auf einem Rollenprüfstand gemessen und ist niedriger. SAE J1349 legt fest, wie US-Nettoleistungsangaben auf Normbedingungen korrigiert werden.

Typische Verluste zwischen Kurbelwelle und Rädern sind 10–15 % bei Pkw mit Front- oder Heckantrieb und Schaltgetriebe, 15–20 % bei Automatik und Allradantrieb und 5–8 % bei Motorrädern mit Kettenantrieb. Ein 300-hp-Motor in einem Allradauto mit Automatik zeigt auf dem Rollenprüfstand also etwa 240–255 hp. Ein Teil des Verlusts ist feste Reibung statt eines Prozentsatzes, und die Werte vom Rollenprüfstand hängen auch von Reifendruck, Temperatur und Kalibrierung des Prüfstands ab.

Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl. Kurz hinter dem Drehmomentmaximum fällt das Drehmoment langsam, während die Drehzahl weiter steigt, sodass ihr Produkt noch wächst. Die Leistung steigt erst dann nicht mehr, wenn das Drehmoment prozentual schneller fällt, als die Drehzahl zunimmt. Deshalb liegt die Höchstleistung immer oberhalb des Drehmomentmaximums. Das Leistungsband, in dem der Motor mindestens 90 % der Höchstleistung abgibt, ist der Bereich, in dem man beim Beschleunigen bleiben sollte; die Gangstufen werden so gewählt, dass jeder Hochschaltvorgang wieder darin landet.