Drehmoment und Leistung beim Auto?
Wofür ist hohes Drehmoment gut, und wofür hohe Leistung?
2 Antworten
- Das Drehmoment wird in der Physik als eine Kraft beschrieben, die mit einem Hebelarm auf einen Körper wirkt.
- Auf Verbrennungs- oder elektrische Motoren angewendet, gibt das Drehmoment an, welcher Kraft die Antriebswelle ausgesetzt ist.
- Das Drehmoment wird in Newtonmeter angegeben, abgekürzt Nm.
- Das Zusammenwirken von Drehmoment und Drehzahl bestimmt die Leistung.
Zunächst zur Theorie. In der Physik versteht man unter Drehmoment die Kraft, die mithilfe eines Hebelarms auf einen Drehpunkt wirkt. Die Formel des Hebelgesetzes lautet: Drehmoment = Kraft (N) x Hebelarm (m). Die Maßeinheit, in der das Drehmoment angegeben wird, heißt Newtonmeter (Nm). Newton steht dabei für die Kraft, die wirkt, und Meter für die Länge des Hebelarms. Eindrücklich verdeutlicht wird das Drehmoment in der Abgrenzung zur Leistung: Wie der Name schon sagt, sorgt das Drehmoment dafür, dass ein Gegenstand ins Drehen gerät. Es gibt also an, welche Kraft bei der Drehung auf die Antriebswelle des Fahrzeugs wirkt. Kraft hingegen beschleunigt Dinge linear. Leistung ist das Produkt aus Kraft und der Geschwindigkeit, mit der diese Kraft wirkt. Leistung und Drehmoment sind beides Kennzahlen, die abhängig sind von der Drehzahl des Motors.
Ein hohes Drehmoment ermöglicht effektives und energiesparendes Fahren. Durch eine hohe Leistung kann ein Auto schnell beschleunigen und eine hohe Endgeschwindigkeit erreichen.
Weg von der Theorie, hin zur Praxis: Im Verbrenner-Motorenbau wird angestrebt, dem Fahrer schon bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig soll das Drehmoment über einen möglichst großen Drehzahlbereich anliegen. Umgemünzt auf die Fahrpraxis, bedeutet ein hohes Drehmoment, dass der Motor möglichst verzögerungsfrei auf den Gaspedalimpuls des Fahrers reagiert. Dieser nimmt das hohe Drehmoment als kräftigen Durchzug beim Anfahren oder Überholen wahr.
Somit bedeuten ein früh anliegendes und kräftiges Drehmoment für den Autofahrer hohe Sicherheit (beim Überholen), großen Fahrspaß und eine effektive Fortbewegung. Dennoch dauert es bei allen Verbrennungsmotoren bauartbedingt immer einen (wenn auch kleinen) Augenblick, bis das Drehmoment zur Verfügung steht – ein Unterschied zum E-Motor. Kurz zusammengefasst: Ein hohes und früh anliegendes Drehmoment bietet nur Vorteile für Autofahrer.
Mit der Leistung kommt der Faktor Zeit ins Spiel. Vereinfacht formuliert: Sie gibt die Energie an, die in einer bestimmten Zeitspanne umgesetzt wird. Die physikalische Formel lautet: Leistung ist Kraft x Geschwindigkeit. Sie wird in der Einheit Kilowatt (kW) angegeben, früher in Pferdestärken (PS). Ein Watt (W) steht für einen Newtonmeter pro Sekunde. Eine hohe Leistung erreicht ein Motor also entweder durch ein hohes Drehmoment oder durch hohe Drehzahlen. Die Maximalleistung, mit der die Hersteller werben und die auch im Fahrzeugschein angegeben ist, steht zumeist bei hohen Drehzahlen zur Verfügung.
Im Autoalltag spielt das Drehmoment eines Motors entgegen der Wahrnehmung vieler (Stichwort: Stammtischwissen oder Auto-Quartett) also eine gewichtigere Rolle als die (Maximal-)Leistung. Denn aus Gründen der Ressourcenschonung – Natur, Geldbeutel und Nerven – ist Fahren im niedrigen Drehzahlbereich mit gutem Durchzug das Ziel der Ingenieure. Womit wir zum E-Motor kommen. Das große Plus von E-Autos: Bei ihnen liegt das volle Drehmoment vom ersten Augenblick an.
Was also ist wichtiger: ein hohes Drehmoment oder eine hohe Leistung? Es kommt eben darauf an. Wer beispielsweise eine hohe Endgeschwindigkeit favorisiert, findet diese bei einem Fahrzeug mit hoher Nennleistung. Wer hingegen eine effektive und komfortable Fahrweise mit einem schnellen Ampelstart bevorzugt, setzt auf den Faktor Drehmoment. Dieses Drehmoment muss hierbei früh und in hoher Zahl anliegen. Ein Motor, der 300nm bei 2.000rpm erzielt, wirkt eher träge.
250nm bei 1.000rpm sind hingegen ein guter Wert, werden die vollen 400nm bei 1.500rpm erzielt, lässt sich dieses Auto Schaltfaul und Komfortabel fahren.
Die Leistung errechnet sich aus dem bei einer bestimmten Drehzahl anliegenden Drehmoment multipliziert mit dieser jeweiligen Drehzahl die anliegt.
Dummes Beispiel: Im Leerlauf ist das Drehmoment eines PKW-Benzinmotors sehr niedrig (kann man an der Drehmomentkurve des Motors ablesen) und die Drehzahl auch (ca. 700 U/min). Also springen nicht mehr als eine Handvoll PS dabei heraus.
Die Drehmomentkurve steigt jedoch mit der Drehzahl steil an und erreicht bei einer mittleren Drehzahl ein Maximum, wobei sich der Motor hierbei sehr kräftig anfühlt.
Oberhalb dieses Maximums fällt die Drehmomentkurve bei weiter steigender Drehzahl typischerweise wieder ab. Die Leistung steigt aber in höhere Drehzahlregionen weiter an, bis auch sie ein Maximum erreicht und bei weiter zunehmender Drehzahl wieder abfällt.
Also hat man zwei Maxima:
- den Drehzahlbereich des höchsten Drehmoments
- den Drehzahlbereich mit der höchsten Leistung
Hierbei spielt fürs Fahren eine große Rolle, bei WELCHEN Drehzahlbereichen diese Maxima gemessen werden.
Ein moderner Turbo-Benziner besitzt bereits bei 2000 U/min ein sattes Drehmoment und hält dies elektronisch geregelt bis ca. 3000 U/min, die Drehmomentkurve gleicht daher einem Tafelberg.
Aufgrund dieser Drehmomentcharakteristik steht im genannten Drehzahlbereich bereits genug Leistung zur Verfügung um zu beschleunigen oder an einer Autobahnsteigung ohne zurüchschalten zu müssen das Tempo zu halten.
Eine ganz andere Charakteristik besitzt ein Lamborghini Huracán Performance mit frei saugendem Motor ohne Turbolader. Das maximale Drehmoment fällt hier erst bei einer sehr hohen Drehzahl an, z.B. 6500 U/min, die maximale Leistung bei z.B. 8000 U/min. Maximales Drehmoment und maximale Leistung liegen also drehzahlmässig ziemlich eng beieinander.
Deswegen verführt ein solcher reinrassiger Sportmotor dazu, ihn in höchste Drehzahlregionen hoch zu jubeln in denen dann so richtig die Post abgeht. In niedrigen Drehzahlbereichen lässt sich ein solcher Motor zwar problemlos fahren, z.B. während der Warmlaufphase, aber seine wirkliche Bestimmung ist das nicht.
Der erwähnte Turbo-Benziner wirkt dagegen in höheren Drehzahlregionen zäh weil die Leisung typischerweise früh wieder abfällt. Ihn hoch zu drehen ist aber auch meist unnötig weil er bereits bei niedrigen Drezahlen die Muskeln spielen lässt.
Grob könnte man sagen, je höher das Fahrzeuggewicht, desto wichtiger ein Drehmomentmaximm bei niedrigen Drehzahlen. Im Anhängerbetrieb wird man beispielsweise mit einem hoch drehenden Sportmotor nicht glücklich. Hier ist möglichst viel Drehmoment im niedrigen Drehzahlbereich gefragt, damit der Motor z.B. nach dem Einkuppeln im Stand gut loszieht.
👍🏼 Joar, da gibt's eigentlich nichts aus meiner Sicht hinzuzufügen ...