Die grosse Ford Focus RS FAQ
- Drehmoment vs Leistung -

Letztes Update am 17.04.2016

Wenn man die Leistung von Fahrzeugen vergleichen will, nimmt man häufig die PS-Zahl als das Maß aller Dinge. Je mehr PS ein Auto hat, desto besser ist auch die Beschleunigung, so die Meinung.
Doch dem ist nicht ganz so!
Denn die eigentliche Beschleunigung die wir spüren, wird nur durch das Drehmoment des Motors erzeugt, welches auf die Straße gebracht wird. Dieses Drehmoment schiebt das Auto vorwärts.
Diese Kraft (F) entsteht bei der Explosion im Brennraum und wird anschließend über die Kurbelwelle in ein Drehmoment (M) und somit in eine Drehbewegung umgewandelt die letztendlich für den Vortrieb sorgt.

Die Leistung (P) eines Fahrzeugs ist also nichts weiter als ein Wert, der sich anhand des Drehmoments (M) und der Drehzahl (n) mit dem Faktor 7023,5 errechnet.

Anhand dieser Formel ist nun leicht zu erkennen, dass die Leistung (P) sowohl von dem Drehmoment als auch von der Drehzahl (n) abhängig ist. Erhöhe ich einen der Werte (wobei der andere konstant bleibt) erhöht sich auch die Leistung.

Damit ist klar zu erkennen, dass ich mit einem Tuning nur dann mehr Leistung erzielen kann, wenn ich entweder das Drehmoment oder die Drehzahl erhöhe.

Um eine möglichst hohe PS-Zahl zu erzielen muss ich nach Möglichkeit die Drehmomentkennlinie so optimieren, dass das höchste Drehmoment bei einer möglichst hohen Drehzahl anliegt.
Nur bringt es mir nicht viel wenn mein Auto bei 6000 Umdrehungen 500 PS leistet aber vorher und hinterher geht wie ein Sack Nüsse.

Dazu einmal drei Beispielrechnungen:
Bei 6000 Umdr. und einem Drehmoment von 200Nm hat ein Fahrzeug eine Leistung von 170,85 PS
(6000Umdr. x 200Nm / 7023,5)
Bei 6000 Umdr. und einem Drehmoment von 440Nm hat ein Fahrzeug eine Leistung von 375,88 PS
(6000Umdr. x 440Nm / 7023,5)
Bei 12000 Umdr. und einem Drehmoment von 220Nm hat ein Fahrzeug eine Leistung von 375,88 PS
(12000Umdr. x 220Nm / 7023,5)
Bei 20000 Umdr. und einem Drehmoment von 150Nm hat ein Fahrzeug eine Leistung von 427,02 PS
(20000Umdr. x 150Nm / 7023,5)

Diese Beispiele zeigen uns, dass man durchaus mehr Leistung durch erhöhen der Drehzahl erreichen kann. Verdoppel ich die Drehzahl kann ich das Drehmoment halbieren.

Für die Beschleunigung und auch die Endgeschwindigkeit ist nicht das Drehmoment oder die Drehzahl alleine verantwortlich.
Wenn ich viel Kraft habe (Drehmoment Nm) und mich nicht bewege (Drehzahl Umdr.) verrichte ich keine Arbeit (Leistung PS).
Wenn ich keine Kraft habe und mich aber schnell bewege, verrichte ich trotzdem keine Arbeit weil ich nichts bewegt habe.
Somit ist also am Ende schon die Kombination aus Drehmoment und Drehzahl wichtig für die eigentliche Beschleunigung und Endgeschwindigkeit.
Habe ich viel Kraft muss ich mich wenig bewegen um eine Tonne Sand in großen Eimern zu transportieren.
Steht mir die Kraft nicht zur Verfügung muss ich mich halt mit kleinen Eimern schneller bewegen um die gleiche Menge Sand zu transportieren.
Schaffe ich beides in der gleichen Zeit, habe ich auch die gleiche Leistung vollbracht!

Somit ist es eigentlich egal ob ich ein Motor mit 440Nm und 6000 Umdr habe oder einen Motor mit 220Nm und 12000 Umdr. Theoretisch bin ich mit beiden Motoren gleich schnell.

Doch leider haben wir im Alltag keinen Formel 1 Motor zur Verfügung, welcher diese hohen Drehzahlen schafft.
Bleiben wir einmal bei der maximalen Drehzahl von 6000-7000 Umdrehungen von üblichen Benzinmotoren wie auch unseren RS, so haben wir nur die Möglichkeit, über das Drehmoment mehr Leistung mit unserem Motor zu erzielen.
Nun haben wir vorhin gelernt, dass ich mehr Leistung erzielen kann, wenn ich mein höchstes Drehmoment bei der höchsten Drehzahl erreiche. Hier kommen wir nun an dem Punkt an, wo sich der wirklich wichtige Faktor für die optimale Beschleunigung zeigt. Die Drehmomentkennlinie.
Je länger ich mit meinem Motor das maximale Drehmoment halten kann, desto kraftvoller und linearer beschleunigt das Fahrzeug.
Daher würde eine optimale Drehmomentkennlinie wie folgt aussehen: (Faktoren wie Schlupf der Reifen oder Windwiederstand nicht beachtet)

Ein Saugmotor hat in der Regel keine solch optimale Kennlinie. Das Drehmoment steigt mit der Drehzahl bis zu seinem Gipfel an und fällt danach relativ stark wieder ab. Bei solch einer Saugerkennlinie muss ich möglichst viel schalten, damit ich die Drehzahl vom Motor möglichst im Bereich des Drehmomentgipffels halte um hier das maximale Drehmoment für die maximale Beschleunigung zur Verfügung zu haben.

Ein Turbomotor hat hier gegenüber einem Sauger deutlich bessere Karten. Bei modernen Motoren gibt es kaum noch ein Turboloch und das maximale Drehmoment liegt schon bei geringer Drehzahl an und reicht fast über das gesamte Drehzahlband. Damit zeigt sich deutlich, dass ich theoretisch bei einem Saugmotor mit 440Nm deutlich langsamer beschleunigen kann als bei einem Turbomotor mit 440Nm.

Natürlich spielen bei einem Fahrzeug noch mehr Faktoren als das Drehmoment eine Rolle. Zum Beispiel der Windwiederstand, die Verluste am Antriebsstrang oder auch die Übersetzung vom Getriebe.
Wir haben gelernt, dass für die Beschleunigung sowohl das Drehmoment als auch die Drehzahl wichtig ist. Dieses muss natürlich nicht an der Motorwelle sondern hinten an den Rädern ankommen, damit das Fahrzeug diese Leistung auch in Vortrieb verwandeln kann.
Zwischen dem Motor und den Reifen liegt aber noch eine Komponente, auf die ich beim fahren einen Einfluss habe.
Das Getriebe!

Hier wird durch unterschiedliche Übersetzungen in den einzelnen Gängen die Drehzahl vom Motor auf die Reifen übersetzt. Je höher der Gang desto kleiner die Übersetzung und desto kleiner das Drehmoment, was an den Reifen ankommt.
Dafür steigt aber die Drehzahl und somit auch die Geschwindigkeit. Mit dem Getriebe kann ich somit die Schaltpunkte beeinflussen um immer das bestmögliche Drehmoment auf die Antriebsräder zu bekommen. Der beste Schaltpunkt ist dann, wenn im nächst höheren Gang mehr Drehmoment zur Verfügung steht, als im zur Zeit eingelegten Gang.
Ein gut auf die Drehmomentkennlinie abgestimmtes Getriebe begünstigt es, dass diese Schaltpunkte bei hoher Drehzahl liegen, damit man länger in einem Gang bleiben und nicht (wegen der höheren Übersetzung) Motorkraft zugunsten der Geschwindigkeit opfern muss.


Fazit:
Sowohl die Drehzahl als auch das Drehmoment sind wichtig für die optimale Leistung meines Fahrzeugs. Dieses Verhältniss drückt sich in der PS-Zahl aus. Aber nur anhand der Drehmomentkennlinie kann ich erkennen, ob mir diese Leistung auch immer zur Verfügung steht oder nur an einem bestimmten Punkt.
Je kontinuierlicher und stabiler mir die Leistung zur Verfügung gestellt wird, desto schneller kann ich beschleunigen.
Daher niemals nur auf PS-Zahlen achten. Die maximale Drehzahl und die Drehmomentkennlinie ist das einzig aussagekräftige.


Nachfolgend habe ich einmal eine Tabelle erstellt (defaultmäßig mit Standardwerten des Focus RS MK2 gefüllt), in welcher ihr eure Werte für das Drehmoment bei den jeweiligen Drehzahlen in die dunkelgrauen Felder eingeben könnt.

Auch die Übersetzung vom Getriebe könnt ihr ändern.
In der Matrix wird dann das Drehmoment am Antriebsstrang errechnet, welches euch bei der entsprechenden Drehzahl im jeweiligen Gang zur Verfügung steht.
Dabei gibt es eine farbliche Hinterlegung, bei welcher Drehzahl ihr am besten in den nächsthöheren Gang schalten solltet, damit euch mehr Drehmoment zur Verfügung steht.

Das Leistungsdiagramm darunter zeigt euch grafisch an, wieviel Leistung euch bei welcher Drehzahl (und dem jeweiligen Drehmoment) zur Verfügung steht.



MK2 Drehmomentkurve Werksvorgabe




MK2 Drehmomentkurve gemessen Serienfahrzeug (CJ-Software)




MK2 Drehmomentkurve gemessen Autotech JWR60 (Mit Hardwareanpassungen)




MK3 Drehmomentkurve Werksvorgabe