Leistungskurve lesen: PS, Drehmoment und Messprotokoll verstehen

Eine Leistungskurve zeigt, wie viel Leistung und Drehmoment ein Motor bei jeder Drehzahl abgibt. Auf der waagerechten Achse steht die Drehzahl, auf den senkrechten Achsen Leistung und Drehmoment. Aussagekräftig wird das Protokoll erst mit den Randangaben: Korrekturnorm, Messbedingungen und getrennt ausgewiesene Rad- und Verlustleistung. Dieser Beitrag erklärt, wie Sie ein Protokoll Schritt für Schritt lesen. Wie Prüfstände grundsätzlich messen, beschreibt der Bereich Leistungsprüfstand, das Diagramm oben zeigt schematisch einen typischen Verlauf.

Drehmoment und Leistung: der Zusammenhang

Das Drehmoment ist die Drehkraft an der Kurbelwelle, gemessen in Newtonmeter (Nm). Die Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl, also wie schnell der Motor diese Kraft bereitstellt. Die Faustformel lautet:

Leistung in kW = Drehmoment in Nm × Drehzahl in 1/min ÷ 9549

Ein Beispiel: 300 Nm bei 4.000 Umdrehungen pro Minute ergeben rund 126 kW, das sind etwa 171 PS. Ein Kilowatt entspricht rund 1,36 PS. Weil die Leistung aus dem Drehmoment berechnet wird, sind beide Kurven nie unabhängig voneinander. Steigt die Drehzahl schneller, als das Drehmoment fällt, steigt die Leistung weiter. Das erklärt, warum die Leistungsspitze fast immer bei deutlich höherer Drehzahl liegt als die Drehmomentspitze.

Das Protokoll Schritt für Schritt lesen

1. Achsen und Einheiten prüfen

Schauen Sie zuerst, welche Einheiten verwendet werden: kW oder PS, Nm oder eine andere Einheit. Prüfen Sie auch, wo die Skalen beginnen. Eine senkrechte Achse, die nicht bei null anfängt, lässt kleine Unterschiede größer wirken. Gerade bei Vorher-Nachher-Vergleichen ist das ein beliebter Effekt.

2. Den Drehmomentverlauf bewerten

Bei modernen Turbomotoren steigt das Drehmoment früh steil an und bildet ein Plateau über einen breiten Drehzahlbereich. Danach fällt es ab. Bei Saugmotoren ist der Anstieg flacher, das Maximum liegt oft höher im Drehzahlband. Ein breites Plateau bedeutet kräftigen Durchzug im Alltag.

3. Die Leistungskurve bewerten

Die Leistungskurve sollte gleichmäßig ansteigen, ihr Maximum erreichen und danach nur langsam abfallen. Ein abrupter Abfall kurz nach dem Maximum kann auf Grenzen bei Ladedruck, Luftmenge oder Abgasgegendruck hinweisen, manchmal auch auf eine Schutzfunktion der Motorsteuerung.

4. Spitzenwerte einordnen

Die Spitzenwerte stehen meist groß im Protokoll. Sie sagen aber nur aus, was in einem einzelnen Punkt passiert. Für das Fahrgefühl zählt die Fläche unter der Kurve in dem Bereich, in dem Sie tatsächlich fahren.

5. Randangaben lesen

Erst die Angaben am Rand machen eine Messung nachvollziehbar.

Angabe	Bedeutung	Worauf achten
Korrekturnorm	Umrechnung auf Normbedingungen	gleiche Norm bei jedem Vergleich
Lufttemperatur	Einfluss auf Luftdichte	große Unterschiede verfälschen den Vergleich
Luftdruck und Luftfeuchte	ebenfalls Luftdichte	im Protokoll vermerkt?
Radleistung	was an den Rädern ankommt	Basis der Messung
Verlustleistung	Getriebe, Antrieb, Reifen	wie ermittelt: Auslauf oder Faktor?
Motorleistung	Rad- plus Verlustleistung	errechneter Wert
Gang und Messmodus	Messverfahren	bei Vergleichen identisch

Ein Beispiel Schritt für Schritt

Angenommen, Sie haben ein Protokoll eines Turbobenziners vor sich. Die Drehmomentkurve steigt ab etwa 1.500 Umdrehungen steil an, bleibt bis rund 4.500 Umdrehungen fast waagerecht und fällt dann langsam ab. Die Leistungskurve steigt über das gesamte Plateau gleichmäßig an, erreicht ihr Maximum kurz vor dem Begrenzer und flacht dort ab. Das ist ein typisches, gesundes Bild.

Nun prüfen Sie die Randangaben: Steht dort eine Korrekturnorm, die Lufttemperatur und der Luftdruck? Sind Radleistung und Verlustleistung getrennt ausgewiesen? Wurden mehrere Läufe gefahren, und liegen sie eng beieinander? Wenn ja, ist die Messung gut nachvollziehbar. Fehlen diese Angaben, bleibt der Spitzenwert eine Zahl ohne Bezug. Vergleichen Sie zuletzt die Werte mit den Herstellerangaben. Kleine Abweichungen sind normal, weil Serienmotoren Toleranzen haben und Prüfstände unterschiedlich messen.

Die Zahlen in diesem Beispiel sind bewusst allgemein gehalten. Wo Drehmomentplateau und Leistungsspitze liegen, hängt vom einzelnen Motor ab.

Korrekturnormen: warum die Zahl wandert

Der Prüfstand rechnet die Messung auf festgelegte Bezugsbedingungen um, damit ein kalter Wintertag und ein heißer Sommertag vergleichbar werden. Verbreitet sind unter anderem DIN 70020, die EG-Richtlinie 80/1269/EWG, ISO 1585 und SAE J1349. Die Normen nutzen unterschiedliche Bezugswerte für Temperatur und Luftdruck. Deshalb ergibt dieselbe Messung je nach Norm leicht unterschiedliche Zahlen, DIN 70020 liefert in der Regel etwas höhere Werte als die EWG-Norm.

Für Sie heißt das: Ein Leistungswert ohne Normangabe ist schwer einzuordnen. Bei aufgeladenen Motoren kommt hinzu, dass der Ladedruckregler Teile des Umgebungseinflusses selbst ausgleicht, die Korrektur also nicht immer die Realität abbildet.

Rad- und Verlustleistung verstehen

Ein Rollenprüfstand misst zunächst die Radleistung. Die Verlustleistung in Getriebe, Antriebswellen und Reifen wird meist in der Auslaufphase ermittelt und addiert. So entsteht die errechnete Motorleistung. Wer Messungen vergleicht, sollte auf die Radleistung schauen: Sie ist der direkt gemessene Wert. Schwankt die Verlustleistung zwischen zwei Läufen stark, ändert sich die errechnete Motorleistung, ohne dass der Motor mehr oder weniger leistet.

Warnzeichen in der Kurve

Auffälligkeit	Mögliche Ursache
Zacken oder Einbrüche an derselben Stelle	Zündaussetzer, Ladedruckregelung, Klopfregelung
Leistung fällt bei jedem Lauf weiter	Hitzestau, Ansaugluft zu warm
Drehmoment bricht früh ein	Ladedruckgrenze, Kraftstoffversorgung
Kurve endet unerwartet früh	Drehzahlbegrenzung, Abbruch, Schutzfunktion
Ungewöhnlich glatte Kurve	starke Glättung eingestellt
Drehzahlsignal springt	Messfehler, Schlupf an Kupplung oder Reifen

Nicht jede Auffälligkeit ist ein Defekt. Ein Protokoll gibt Hinweise, ersetzt aber keine Diagnose mit Fehlerspeicher und Messwerten.

Vorher-Nachher-Messung fair vergleichen

Eine Optimierung lässt sich am besten mit zwei Messungen bewerten. Damit der Vergleich fair ist, sollten diese Punkte gleich sein:

• derselbe Prüfstand und dieselbe Korrekturnorm,
• derselbe Gang und dieselbe Messart,
• ähnliche Ansaugluft- und Motortemperaturen,
• gleicher Reifendruck und gleiche Befestigung,
• mehrere Läufe je Messung,
• gleiche Skalierung der Diagramme.

Legen Sie beide Kurven übereinander. Interessant ist nicht nur der Zuwachs an der Spitze, sondern wo genau das Mehr an Drehmoment entsteht. Ein Plus im mittleren Drehzahlbereich spüren Sie im Alltag stärker als einige PS mehr kurz vor dem Begrenzer. Wie solche Leistungssteigerungen entstehen und welche Grenzen sie haben, erklärt der Beitrag Chiptuning.

Zusatzmesswerte lesen

Manche Protokolle enthalten weitere Kurven, etwa Ladedruck, Lambdawert oder Ansauglufttemperatur. Der Ladedruck sollte zum Drehmomentverlauf passen. Der Lambdawert zeigt, ob das Gemisch unter Volllast im vorgesehenen Bereich liegt. Steigt die Ansauglufttemperatur im Lauf stark an, verliert der Motor Leistung. Solche Werte kosten etwas mehr Zeit auf dem Prüfstand, sind aber für Hardware-Umbauten und Fehlersuche wertvoll. Was eine Messung mit und ohne Zusatzwerte kostet, zeigt der Beitrag Kosten einer Leistungsmessung.

Was eine Leistungskurve nicht zeigt

Eine Prüfstandsmessung dauert wenige Sekunden unter kontrollierten Bedingungen. Sie zeigt nicht, wie sich der Motor nach mehreren Volllastbeschleunigungen im Sommer verhält, wie lange Kupplung und Getriebe das zusätzliche Drehmoment vertragen oder wie sich Abgaswerte entwickeln. Auch die Höchstgeschwindigkeit lässt sich nur grob abschätzen, weil Luftwiderstand und Übersetzung mitbestimmen.

Fazit

Wer eine Leistungskurve lesen kann, lässt sich von großen Zahlen nicht blenden. Schauen Sie auf den Verlauf, auf die Randangaben und auf die Reproduzierbarkeit. Ein sauberes Protokoll nennt Norm, Bedingungen sowie Rad- und Verlustleistung und zeigt mehrere Läufe. Dann wird aus der Kurve eine belastbare Aussage über den Zustand des Motors oder den Erfolg einer Optimierung.