Kurbel- vs. Rad-PS

Wenn es darum geht, die Leistung und das Drehmoment eines Autos zu beschreiben, gibt es zwei Gruppen von Zahlen, die immer wieder auftauchen; Kurbel- (oft auch Motor- oder Schwungrad-) PS/Drehmoment und Rad-PS/Drehmoment. Die beiden Zahlenreihen sorgen oft für Verwirrung. Dieser Text soll helfen, die Unterschiede und den Zusammenhang zwischen Kurbel- und Radzahlen zu erklären.

Kurbel-PS und -Drehmoment

Die PS- und Drehmomentzahlen, die Automobilhersteller für ihre Fahrzeuge angeben, sind immer Kurbelzahlen. Kurbelwellenwerte sind die Leistungs- und Drehmomentwerte, die am Motor gemessen werden. Um diese Werte zu sehen, muss ein Motor an einen Motorprüfstand (kurz: Dyno) angeschlossen werden. Alle vom Motor angetriebenen Zubehörteile wie der Klimakompressor, die Servolenkung, die Lichtmaschine und manchmal sogar die Wasserpumpe werden zum Testen vom Motor abgenommen. Motorprüfstände sind in der Regel in kontrollierten Umgebungen untergebracht, um die Variablen, die die Motorleistung beeinflussen, zu begrenzen. Der Motor wird auf Betriebstemperatur gebracht und über den gesamten Drehzahlbereich betrieben, wobei der Motorprüfstand eine Widerstandskraft auf die Kurbelwelle ausübt. Diese Kraft wird als Last bezeichnet und simuliert die Beschleunigung des Motors in dem Fahrzeug, in das er eingebaut wird. Der Motorprüfstand misst anhand der Last, der Beschleunigungsrate und einiger anderer Variablen die Leistungsabgabe. Motorprüfstände sind ein sehr nützliches Hilfsmittel bei der Entwicklung und Prüfung von OEM-Ausrüstung und Kalibrierungen. Sobald der Motor in ein Fahrzeug eingebaut ist, kann er nicht mehr mit einem Motorprüfstand getestet werden.

Rad-PS und -Drehmoment

Die Messung von Leistung und Drehmoment bei einem in ein Fahrzeug eingebauten Motor erfolgt mit einem Rollenprüfstand. Daraus ergibt sich die zweite Gruppe von Zahlen, die Radleistung und das Drehmoment. Der Begriff “Radleistung und -drehmoment” leitet sich von der Tatsache ab, dass es sich um Werte handelt, die an den Rädern eines Fahrzeugs gemessen werden. In der Welt des Kfz-Ersatzteilmarktes werden die Leistungs- und Drehmomentsteigerungen durch Tuning- und Nachrüstteile in der Regel mit einem Fahrwerksprüfstand gemessen. Bei einem Fahrwerksprüfstand wird das gesamte Fahrzeug auf “Rollen” festgeschnallt, so dass die Räder die Rollen drehen, als würde das Fahrzeug fahren. Es gibt einige verschiedene Arten von Fahrwerksprüfständen. Dynojet-Prüfstände verfügen über große und sehr schwere Rollen, während andere wie Mustang und Dyno Dynamics lastbasierte Prüfstände sind, die kleine Rollen haben. Dynapack, ein weiterer gebräuchlicher lastbasierter Fahrwerksprüfstand, ist insofern einzigartig, als die Prüfmodule anstelle von Walzen direkt an die Radnaben geschraubt werden.

Arten von Prüfständen

Die Dynojet-Prüfstände messen die Leistung, indem sie genau auf die Masse und Trägheit der Walze(n) kalibriert werden. Lastabhängige Prüfstände hingegen funktionieren ähnlich wie ein Motorprüfstand. Auf kleine Rollen wird eine Last aufgebracht, die das Drehen der Räder erschwert. In der Regel können und werden diese Lastwerte an die Spezifikationen des zu prüfenden Fahrzeugs angepasst, so dass der Prüfstand eine bessere Simulation des Fahrbetriebs auf der Straße darstellt. Um eine Laststeuerung auf einem Dynojet-Prüfstand zu ermöglichen, bietet Dynojet Wirbelstrom-Upgrades für seine Prüfstände an. Beide Arten von Prüfständen messen Beschleunigung, Zeit, Motordrehzahl, atmosphärische Bedingungen und Rollendrehzahl, um Testergebnisse zu generieren. Trotz der Ähnlichkeiten variieren die Ergebnisse verschiedener Prüfstände häufig aufgrund von Berechnungsmethoden und -bedingungen, weshalb es am besten ist, sich an denselben Prüfstand zu halten und Vorher-/Nachher-Ergebnisse am selben Auto zu vergleichen, anstatt verschiedene Autos auf verschiedenen Prüfständen zu testen.

Kurbel- vs. Radnummern

Auch wenn sie miteinander verwandt sind, sind die Kurbel- und Radnummern doch recht unterschiedlich. Der Unterschied ergibt sich aus den so genannten “Antriebsstrangverlusten”. Vereinfacht gesagt, wird ein Teil der Motorleistung dazu verwendet, das Getriebe zu betreiben, die Antriebswelle(n) zu drehen, die Differentiale zu drehen und die Achsen/Bremsscheiben/Räder zu drehen. Die Motorleistung, die zum Bewegen aller aufgeführten Komponenten verwendet wird, variiert je nach Getriebetyp (Automatik vs. manuell vs. DCT vs. MCT vs. etc.), Antriebsart (RWD, FWD, AWD) und dem allgemeinen Gewicht und den Abmessungen aller Komponenten. Oft wird versucht, einen einfachen Prozentsatz für den Verlust im Antriebsstrang anzugeben.

Der Verlust im Antriebsstrang ist der Grund dafür, dass ein 2012er C63 AMG Black Series mit einer beworbenen Leistung von 510 PS auf einem Dynojet-Prüfstand typischerweise um die 400 PS an den Rädern misst.

Das führt häufig zu Verwirrung und Fragen wie:

“Mercedes sagt, dass er 510 PS leistet, was stimmt mit meinem Auto nicht?”

“Der Wagen leistet 510 PS im Originalzustand, warum sagt der Prüfstand, dass er nur 470 PS leistet, nachdem ich lange Krümmer eingebaut und das Steuergerät getunt habe, warum hat er an Leistung verloren?”

Umgekehrt messen einige der neuen Turbo- und BiTurbo-AMG-Modelle an den Rädern Leistungswerte, die ziemlich nahe an den angegebenen Kurbelwellenwerten liegen, was die Verwirrung noch verstärkt. Die Verluste im Antriebsstrang sind nach wie vor vorhanden und gegenüber den Vorgängermodellen weitgehend unverändert. Die geringere Diskrepanz zwischen den Kurbelwellenwerten und den Radwerten dieser Fahrzeuge ist das Ergebnis einer Praxis, die als “Underrating” bekannt ist. Diese Praxis geht auf die Muscle-Car-Kriege zurück, in denen die Hersteller mit niedrigeren Werten warben, um den steigenden Versicherungsprämien für leistungsstarke Fahrzeuge entgegenzuwirken.

In den meisten Fällen ist nichts falsch, wenn ein Prüfstand zeigt, dass das Fahrzeug eine niedrigere Leistung als die vom Hersteller angegebene erbringt, oder wenn Ihre Prüfstandswerte erheblich von denen eines ähnlichen Fahrzeugs abweichen, das auf einem anderen Prüfstand getestet wurde. Verluste im Antriebsstrang sind ein natürlicher und unvermeidlicher Aspekt von Automobilen. Im Laufe der Zeit wurden die Verluste im Antriebsstrang durch die Verwendung von leichteren Materialien und effizienteren Getriebe-/Antriebsstrangkomponenten bis zu dem Punkt verbessert, an dem sie sich heute befinden. Lange Zeit war der Dynojet der Industriestandard für die Messung der Leistung an den Rädern. Mit den Dynojet-Prüfständen wurden bestimmte Muster deutlich, die zu den üblichen 15% (2WD) und 25% (AWD) Antriebsstrang-Verlustregeln führten. Diese Regeln werden in der Regel auf Fahrzeuge mit Schaltgetriebe angewandt, da Fahrzeuge mit Automatikgetriebe aufgrund von Drehmomentwandlern und komplexeren internen Komponenten zu höheren Verlusten neigen. Die Regeln sind jedoch nicht absolut oder 100 % genau. Getriebetyp, Rad- und Reifengröße, Gewicht der Antriebswelle, Bremsscheiben usw. beeinflussen die Verluste im Antriebsstrang. Es ist am besten zu verstehen, dass die allgemeinen Regeln nur Schätzungen sind und dass der beste Nutzen von Prüfstandstests darin besteht, die Ergebnisse vorher und nachher an einem bestimmten Fahrzeug auf demselben Prüfstand zu messen.

Leistungsschwankungen

Angegebene Leistungssteigerungen sind Schätzungen von PS und Drehmoment “am Motor”, die aus den auf einem Prüfstand unter idealen Bedingungen gemessenen Steigerungen berechnet werden und typischerweise die größtmögliche Veränderung anzeigen. Die tatsächliche Leistungssteigerung hängt von folgenden Faktoren ab:

• Modell – Die Hersteller verwenden denselben Motor in mehreren Fahrzeugmodellen. Oft sind sie unterschiedlich abgestimmt, zum Beispiel: ein C63 von 2008 und ein CLK Black Series von 2008. Beide haben den gleichen Motor, aber der C63 hat 451 PS, während der CLK63 507 PS hat. Natürlich wird der C63 mehr Leistung aufweisen, da er auf einem niedrigeren Leistungsniveau startet.
• Modelljahr – Ähnlich wie oben, neigen die Hersteller im Laufe der Zeit dazu, die Leistung über die Software von einem Jahr zum nächsten leicht zu erhöhen oder “Leistungspakete” mit mehr Leistung anzubieten. Die Motoren bleiben weitgehend unverändert. Infolgedessen bleibt die endgültige getunte Leistung gleich, während die Zuwächse geringer ausfallen, da die Ausgangsbasis nun höher ist.
• Kraftstoff – Die Kraftstoffqualität ist bei Hochleistungsfahrzeugen SEHR wichtig. Niedrige Qualität und / oder niedrige Oktanzahl Kraftstoff wird erhebliche Auswirkungen auf die Motorleistung und möglicherweise sogar Motor Gesundheit. Um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen, sollten immer erstklassige Markenkraftstoffe verwendet werden.
• Wetter/Bedingungen – Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Höhe und Luftdichte wirken sich alle auf die Motorleistung aus. Hitze, hohe Luftfeuchtigkeit und dünne Luft wirken sich auf die Motorleistung aus, da Verbrennungsmotoren auf unterschiedliche Luftdichte unterschiedlich reagieren.
• Motorzustand – Höhere Kilometerleistung führt zu erhöhter Ablagerung und geringerer Kompression, was die Motorleistung beeinträchtigen kann und wird. Ordnungsgemäß gewartete Motoren haben eine bessere Leistung als missbrauchte oder vernachlässigte Motoren.
• Unterstützende Upgrades – Damit ein Motor die maximale Leistung von jedem Weistec Produkt erzeugen kann, ist es ein Muss, unterstützende Upgrades zu haben. Ein verschmutzter Luftfilter oder hochverschmutzte Originalzündkerzen werden schnell zu Schwachstellen.

Weistec Engineering’s Dyno

Weistec Engineering hat einen Dynojet 424xLC Linx Prüfstand. Es handelt sich um einen gekoppelten 4WD Prüfstand mit dem Load Control Wirbelstrommodul.

Wir haben uns aus folgenden Gründen für einen Dynojet 424xLC Linx Prüfstand entschieden:

• 4WD war ein Muss, da viele der Mercedes AMG Modelle nur als 4Matic Allradfahrzeuge erhältlich sind.
• Die Linx Option verbindet die vorderen und hinteren Rollen mit einem massiven industriellen Keilriemen. Dies ist für viele Mercedes-Fahrzeuge von entscheidender Bedeutung, da ein nicht gekoppelter Keilriemen bei Allradfahrzeugen zu Getriebeschäden führen kann, da das Mitteldifferenzial/Verteilergetriebe dann dafür verantwortlich wäre, die beiden sehr schweren Rollen auf gleicher Geschwindigkeit zu halten.
• Das Wirbelstrommodul ermöglicht es unseren Kalibrierungsingenieuren, Lasten anzuwenden, um das Fahren auf der Straße besser zu simulieren und Abstimmungen zu entwickeln, die große Gewinne bei der OEM-Fahrbarkeit bieten.
• Dynojet ist der beliebteste Rollenprüfstand auf dem Markt und viele Leute ziehen es vor, Zahlen von einem Dynojet im Gegensatz zu anderen Prüfstandsmodellen zu sehen.
• Andere Prüfstände werden oft neu kalibriert oder anderweitig angepasst, um “wie ein Dynojet” zu messen und zeigen dann völlig andere Werte an als ein anderer Prüfstand derselben Marke und desselben Modells.
• Da es sich um einen auf Trägheit basierenden Prüfstand handelt, gibt es keine einfachen Möglichkeiten, die Ergebnisse zu manipulieren, was dazu beiträgt, die Ergebnisse konsistent zu halten, wenn Vergleiche mit den Ergebnissen eines anderen Dynojet-Prüfstands angestellt werden müssen. Die Trägheitsvariablen können nur von Dynojet selbst geändert werden, und es ist nicht etwas, was sie für jeden tun.
• Die Dynojet Software bietet eine Handvoll Korrekturfaktoren (SAE, DIN, JIS, EEC und unkorrigiert), um nur die atmosphärischen Bedingungen wie Temperatur, Druck und Feuchtigkeit zu kompensieren.