Wir fahren mit einem Stadtauto mit 90 PS und fragen uns, welche Höchstgeschwindigkeit es erreichen kann. Es gibt keine einfache Formel, um direkt von PS auf km/h umzurechnen. Diese Frage wird oft gestellt, beruht jedoch auf einer Verwirrung zwischen zwei unterschiedlichen physikalischen Größen.
Die Leistung eines Motors drückt eine Arbeitskapazität pro Zeiteinheit aus, während km/h eine Bewegung messen. Um die beiden zu verbinden, müssen viele andere Parameter berücksichtigt werden.
Warum der Luftwiderstand die Berechnung mit nur PS unmöglich macht
Nehmen wir zwei Autos, die jeweils 90 PS DIN haben. Das eine ist ein hochgelegter SUV, das andere eine aerodynamisch gestaltete Kompaktlimousine. Auf der Straße wird die Limousine eine deutlich höhere Höchstgeschwindigkeit erreichen, manchmal um mehrere zehn km/h.
Der Grund liegt im aerodynamischen Widerstand. Der Luftwiderstand steigt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, und die Leistung, die erforderlich ist, um diesen Widerstand zu überwinden, wächst mit dem Würfel der Geschwindigkeit. Mit anderen Worten, der Übergang von 150 auf 180 km/h erfordert weit mehr als eine einfache lineare Leistungssteigerung.
Über die Aerodynamik hinaus bremsen andere Kräfte das Fahrzeug: das Gewicht (das besonders beim Bergauffahren und Beschleunigen ins Gewicht fällt), der Rollwiderstand der Reifen, die mechanischen Verluste in der Übertragung. All diese Faktoren variieren von Modell zu Modell. Wenn man versucht, 90 PS in km/h umzurechnen, wird schnell klar, dass die Leistung allein nicht ausreicht, um eine Geschwindigkeit vorherzusagen.
Motorleistung in PS DIN und in Kilowatt: die sinnvolle Umrechnung
Wenn man PS nicht in km/h umrechnen kann, kann man hingegen PS in Kilowatt umrechnen, und diese Umrechnung ist im Alltag tatsächlich nützlich.
Umrechnungsformel von PS zu Kilowatt
Ein Pferdestärke (PS DIN) entspricht etwa 0,7355 Kilowatt. Für einen Motor mit 90 PS erhält man also ungefähr 66 kW. Dieser Wert in kW steht in den europäischen technischen Dokumenten und dient als Grundlage für Ingenieurberechnungen.
Die nützliche Umrechnung erfolgt zwischen Leistung und Kilowatt, nicht zwischen Leistung und km/h. Die Motorleistung bleibt eine Fähigkeit, Arbeit pro Zeiteinheit zu leisten. Die km/h sind nur eine Folge aller beteiligten Kräfte.
Drehmoment, Drehzahl und Übertragung: das Trio, das die Geschwindigkeit bestimmt
Damit ein Fahrzeug vorankommt, erzeugt der Motor ein Drehmoment (ausgedrückt in Newtonmeter), das über das Getriebe zu den Rädern gelangt. Die Höchstgeschwindigkeit wird erreicht, wenn die an den Rädern verfügbare Leistung genau die Summe aller Widerstände (Luft, Rollwiderstand, interne Reibung) ausgleicht.
- Das maximale Drehmoment bestimmt die Beschleunigungsfähigkeit und das Ansprechverhalten, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen.
- Das Übersetzungsverhältnis (Differential, Getriebe) legt den nutzbaren Geschwindigkeitsbereich für eine gegebene Motordrehzahl fest.
- Der Wirkungsgrad der Antriebsstrang (Verluste im Getriebe, Differential, Gelenkwellen) reduziert die tatsächlich an die Räder übertragene Leistung im Vergleich zur am Kurbelwellen gemessenen Leistung.
Zwei Motoren mit 90 PS, die unterschiedliche Drehmomentkurven und verschiedene Übersetzungen haben, werden sehr unterschiedliche Fahrverhalten zeigen.
Steuer-PS und PS DIN: eine häufige Verwirrung auf dem Fahrzeugschein
Auf dem Fahrzeugschein gibt das Feld P.6 die maximale Nettoleistung in kW an. Die Verwaltungsleistung (Steuer-PS, Feld P.1 oder früher CV) ist ein ganz anderer Indikator. Steuer-PS sind keine Pferdestärken und erlauben keine Schätzung einer Geschwindigkeit oder sogar einer tatsächlichen Leistung.
Die Steuerleistung ist ein Verwaltungsindikator, der unter anderem zur Berechnung der regionalen Steuer bei der Zulassung verwendet wird. Ihre Berechnungsmethode berücksichtigt Parameter wie CO2-Emissionen und Nettoleistung, aber das Ergebnis spiegelt nicht direkt die mechanische Kapazität des Motors wider.
Ein Elektrofahrzeug kann beispielsweise eine niedrige Steuerleistung aufweisen, während es über ein sehr hohes sofort verfügbares Drehmoment und dynamische Leistungen verfügt, die die eines vergleichbaren thermischen Fahrzeugs übertreffen. Zwei Fahrzeuge mit vergleichbarer mechanischer Leistung können sehr unterschiedliche Steuerleistungen haben.
Die Höchstgeschwindigkeit eines 90 PS Fahrzeugs schätzen: die Variablen, die zusammengetragen werden müssen
Man kann keine einzelne Zahl angeben, aber man kann auflisten, was man zusammenbringen muss, um eine realistische Schätzung zu nähern.
- Der Luftwiderstandsbeiwert (Cx) und die Frontfläche des Fahrzeugs, die den aerodynamischen Widerstand bestimmen.
- Die Zuladung, die den Rollwiderstand und die Leistungen am Berg beeinflusst.
- Das Übersetzungsverhältnis und die Getriebeübersetzungen, die die Motordrehzahl bei einer bestimmten Geschwindigkeit definieren.
- Der Gesamtwirkungsgrad der Übertragung, der in der Regel unter der angegebenen Bruttoleistung liegt.
In der Praxis wird ein leichtes und gut aerodynamisches Stadtauto mit einem 90 PS Motor eine höhere Höchstgeschwindigkeit erreichen als ein schweres Nutzfahrzeug mit der gleichen Leistung. Die Rückmeldungen variieren in diesem Punkt je nach Karosserietyp und Motorisierung (Benzin, Diesel, elektrisch), was jede Verallgemeinerung riskant macht.
Leistung und Geschwindigkeit im Alltag: was auf der Straße wirklich zählt
Auf der Autobahn, bei stabiler Geschwindigkeit, mobilisiert ein Motor mit 90 PS nur einen Bruchteil seiner Gesamtleistung. Der größte Teil dient dazu, den Luftwiderstand zu überwinden. Die Reduzierung der Geschwindigkeit um einige km/h verringert signifikant die verbrauchte Leistung, und damit den Kraftstoffverbrauch.
Für städtische und vorstädtische Fahrten ist das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen entscheidend für das Fahrgefühl, nicht die maximale Leistung. Ein 90 PS Motor mit einem Drehmoment, das bereits bei den ersten Umdrehungen verfügbar ist, bietet ein angenehmeres Fahrgefühl als ein Motor mit identischer Leistung, der höhere Drehzahlen benötigt, um seine Kraft zu entfalten.
Zu beachten ist, dass es keine direkte Umrechnung zwischen PS und km/h gibt, um Fahrzeuge anhand eines Kriteriums zu vergleichen, das nur einen Teil der Geschichte erzählt. Die relevante Information für den Fahrer bleibt das vollständige technische Datenblatt: Leistung in kW, maximales Drehmoment, Masse, Cx. Es sind all diese Parameter, die die tatsächliche Geschwindigkeit eines Fahrzeugs bestimmen, nicht eine einzelne Zahl auf dem Fahrzeugschein.
