Pferdestärke (PS)

Die Pferdestärke ist die traditionelle Einheit, mit der die Leistung eines Motors ausgedrückt wird, also die Rate, mit der er Arbeit verrichtet, oder gleichbedeutend, wie schnell er Kraftstoffenergie in Bewegung umsetzen kann. Es ist die Zahl, zu der die meisten Menschen greifen, um zu beurteilen, wie stark ein Auto ist, denn die Leistung setzt mehr als jede andere Einzelgröße die Obergrenze dafür, wie kräftig und wie schnell ein Fahrzeug beschleunigen und welche Höchstgeschwindigkeit es erreichen kann. Die Einheit stammt aus dem späten achtzehnten Jahrhundert, als James Watt einen vertrauten Bezugswert für den Verkauf seiner Dampfmaschinen suchte und eine Pferdestärke an der anhaltenden Zugleistung eines arbeitenden Zugpferds festlegte.

Die physikalische Bedeutung ist präzise: Leistung ist verrichtete Arbeit je Zeiteinheit. Eine mechanische Pferdestärke entspricht etwa 746 Watt oder rund 550 Fuß-Pfund Arbeit pro Sekunde und steht in direktem Bezug zu den anderswo gebräuchlichen metrischen Einheiten, wobei ein Kilowatt etwa 1,34 Horsepower entspricht und das metrische PS oder Cheval geringfügig kleiner ist als der imperiale Wert. Da Leistung Kraft und Geschwindigkeit verbindet, erzeugt derselbe Motor bei verschiedenen Drehzahlen unterschiedlich viel davon, und eine angegebene PS-Zahl bezieht sich auf das Maximum, das der Motor bei einer bestimmten Kurbelwellendrehzahl erreicht.

Der entscheidende Zusammenhang lautet, dass die Leistung gleich Drehmoment mal Drehzahl ist. Das Drehmoment ist die Drehkraft, die der Motor ausübt; die Leistung ist diese Kraft über die Zeit geliefert, sodass ein Motor seine maximale Leistung dort erzeugt, wo das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl am größten ist, in der Regel hoch im Drehzahlband und nicht beim Drehmomentmaximum. Deshalb kann ein kleiner, hochdrehender Motor die Leistung eines größeren, langsamer drehenden erreichen, und deshalb bestimmt der Verlauf der Leistungskurve, nicht nur ihr höchster Punkt, wie sich ein Auto fährt.

In der Praxis bestimmt die Leistung den oberen Bereich der Fahrleistungen: das Halten hoher Geschwindigkeit gegen den Luftwiderstand und der Beschleunigungsschub, sobald das Auto schon in Fahrt ist, hängen von ihr ab. Das Drehmoment dagegen beherrscht den unmittelbaren Druck bei niedrigen Drehzahlen sowie die Fähigkeit, eine Last zu ziehen oder eine Steigung zu erklimmen, ohne zurückzuschalten. Eine aussagekräftige Beurteilung eines Autos liest daher beide Werte zusammen und gewichtet sie gegen die Masse des Fahrzeugs, denn es ist das Leistungsgewicht, das die Beschleunigung wirklich vorhersagt.

Mehrere Konventionen können den Vergleich verwischen. Bruttowerte, am nackten Motor gemessen, schmeicheln der tatsächlichen Abgabe, während die an der Kurbelwelle mit angebauten Nebenaggregaten gemessene Nutzleistung und die nach den Verlusten im Antriebsstrang an den angetriebenen Rädern gemessene Radleistung schrittweise realistischere Zahlen liefern. Hersteller geben mitunter DIN-, SAE- oder ECE-Werte an, die sich in ihren Prüfbedingungen leicht unterscheiden, sodass eine angegebene PS-Zahl am besten zusammen mit der Art ihrer Messung und im Verbund mit Drehmoment, Gewicht und den verwandten Größen Nutz- und Radleistung zu verstehen ist.