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Drehmoment und Leistung: Was bedeutet das?

Bei einem Fahrzeug wird häufig auf die PS-Angabe geachtet. Allerdings kommt man an einer physikalischen Größe nicht vorbei, wenn man auf leistungsbezogene Daten schaut: das Drehmoment. Doch was bedeutet das und wie wird es berechnet?

Was ist das Drehmoment?

Als Drehmoment versteht man eine physikalische Größe im Motorenbau, welche gerne bei den Leistungsangaben von Autos genannt wird. Diese erzeugt eine Biegung und beschreibt die Wirkung einer Kraft auf einen Körper. Allerdings wirkt diese Kraft nicht direkt auf den Körper ein, sondern eher in einer Drehbewegung. Diese Größe setzt sich aus der Kraft [N] und dem Hebelarm [m] zusammen, sofern der Hebelarm und die Kraft senkrecht aufeinander stehen. Es wird daher in Newtonmeter (Nm) angegeben.

Was sagt das Drehmoment eines Motors aus?

In einem Motor beschreibt das Drehmoment die Kraft, die bei einer bestimmten Drehzahl entwickelt wird. Also wie schnell der Motor auf das Gaspedal reagieren kann. Das beschreibt die Wirkung des Verbrennungsdrucks auf den Kolben und wie dieser wiederum die Kurbelwelle in Gang setzt. Hierbei bestimmt erst das Zusammenwirken von Drehmoment und Drehzahl – also die Umdrehungen der Kurbelwelle pro Minute – die eigentliche Leistung des Automotors. Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor liegt die Drehzahl zwischen 500 und 900 Umdrehungen pro Minute.

Was ist die Leistung des Motors?

Bei allen Getrieben verhalten sich die Kraft und die Geschwindigkeit immer umgekehrt zueinander. Hierbei kommt die Leistung des Motors ins Spiel, welche als PS definiert wird. PS wird als 75 kg m/s dargestellt. Das bedeutet, dass die Leistung 75 kg pro Sekunde einen Meter hoch ziehen kann. Je schneller sich also der Motor eines Fahrzeugs – bei unveränderter Kraft – dreht, desto höher ist die Leistung. Sollte der Motor bei doppelter Drehzahl dasselbe Drehmoment haben, dann erhöht sich die Leistung. Das heißt, dass die maximale Leistung – aufgrund des Zusammenhangs – immer erst bei einer hohen Drehzahl entsteht und das maximale Drehmoment erst bei niedrigen Drehzahlen.

Wie berechnet man das Drehmoment im Motor?

Die Berechnung des Drehmoment sieht wie folgt aus:

M = r⋅F

M Drehmoment [Nm]
r Hebelarm [m]
F Kraft [N]

Mit Hilfe der Formel kann man bereits erkennen, dass weniger Kraft benötigt wird, je länger der Hebel ist. Diese Länge hängt von der Größe des Hubraums und der Motorart ab.

Wie berechnet man die Leistung eines Drehmoments?

Berechnet man die Leistung eines Drehmoments, wird diese immer in kW oder in PS angegeben.

Die Berechnung der Leistung sieht wie folgt aus:

P = 2π ⋅M⋅n

P Leistung in Watt [W]
M Drehmoment in Newtonmeter [Nm]
n Drehzahl in Umdrehungen pro Sekunde [1/s]
π Kreiszahl Pi (3,14159…)

 

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