Leistung und Drehmoment: Der Unterschied erklärt

Drehmoment ist eine Kraft, die an einem Hebelarm angreift und dadurch eine Drehbewegung erzeugt — die Einheit ist das Newtonmeter (Nm). Das Prinzip kennt jeder vom Schraubenschlüssel: Dieselbe Handkraft dreht eine Schraube umso leichter, je länger der Griff ist. Im Motor übernimmt die Kurbelwelle die Rolle des Hebels — der Verbrennungsdruck auf den Kolben beziehungsweise, beim Elektromotor, die magnetische Kraft zwischen Rotor und Stator erzeugt das Drehmoment, das am Ende an den Rädern ankommt.

Drehmoment ist damit ein Augenblickswert: Es sagt, wie stark der Motor bei einer bestimmten Drehzahl gerade zieht — unabhängig davon, wie lange er das durchhält oder wie schnell er dabei dreht.

Leistung ist Arbeit pro Zeit — die Einheit ist das Watt, im Fahrzeugbereich meist Kilowatt (kW). Je höher die Leistung, desto mehr Arbeit schafft der Motor im gleichen Zeitfenster. In Zulassungspapieren und Prospekten steht in Deutschland traditionell zusätzlich die Pferdestärke (PS): 1 PS entspricht exakt 735,49875 Watt. Beide Angaben beschreiben dieselbe physikalische Größe, nur in unterschiedlichen Einheiten — wer zwischen ihnen umrechnen will, findet das im Rechner für kW und PS.

Die beiden Größen sind über die Winkelgeschwindigkeit verknüpft: Leistung = Drehmoment × Winkelgeschwindigkeit. In der für den Motorenbau gebräuchlichen Form, mit der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute, lautet dieselbe Formel:

Leistung [kW] = Drehmoment [Nm] × Drehzahl [1/min] ÷ 9550

Der Faktor 9550 ist keine Konvention, sondern folgt aus der Einheitenumrechnung selbst. Die Formel zeigt, warum sich dieselbe Leistung auf ganz verschiedene Arten erzeugen lässt: viel Drehmoment bei niedriger Drehzahl oder wenig Drehmoment bei hoher Drehzahl — am Ende steht dieselbe Wattzahl. Ein Motor erreicht seine maximale Leistung deshalb fast nie exakt dort, wo auch sein maximales Drehmoment anliegt, sondern meist bei einer höheren Drehzahl, weil der Drehzahlgewinn den leichten Drehmomentrückgang überkompensiert.

Was an den Rädern tatsächlich ankommt, ist nicht das Motordrehmoment selbst, sondern die daraus resultierende Zugkraft — und die hängt zusätzlich von der Übersetzung ab: Zugkraft am Rad = Motordrehmoment × Gesamtübersetzung (Getriebe- mal Achsübersetzung) ÷ Radradius. Ein Getriebe ist im Kern eine Hebelübersetzung: Es tauscht Drehzahl gegen Drehmoment, im ersten Gang stark, im letzten kaum noch.

Daraus folgt das Gefühl, das man „Durchzug" nennt: Ein Motor mit viel Drehmoment über einen breiten Drehzahlbereich liefert in einem gewählten Gang mehr Zugkraft, ohne dass Sie zurückschalten oder die Drehzahl weit hochziehen müssen. Die Leistung bestimmt dagegen eher, wie schnell diese Zugkraft über die Fahrzeit hinweg Arbeit verrichtet — sie steckt hinter Höchstgeschwindigkeit und dem Sprintwert über die volle Beschleunigungsstrecke, während das Drehmoment den ersten Moment des Anschiebens dominiert.

Warum ein Dieselmotor „früher zieht" als ein Benziner und ein Elektromotor beides gleichzeitig tut, liegt an der Art, wie jeder Antrieb sein Drehmoment aufbaut.

Saugbenziner

Ohne Turboaufladung muss ein Ottomotor pro Arbeitstakt mit dem auskommen, was der Zylinder ansaugt. Um genug Gemisch pro Zeiteinheit umzusetzen und damit nennenswerte Leistung zu erzeugen, muss er entsprechend oft pro Minute zünden — der Motor braucht Drehzahl. Das maximale Drehmoment liegt deshalb vergleichsweise spät an, die maximale Leistung noch später, nahe der oberen Drehzahlgrenze.

Turbo-Benziner und Diesel

Ein Turbolader presst zusätzliche Luft in den Zylinder und hebt so das Drehmoment an, ohne dass dafür allein die Drehzahl steigen müsste — das maximale Drehmoment liegt dadurch deutlich früher an als beim Saugmotor. Beim Diesel kommt die hohe Verdichtung hinzu, mit der die Selbstzündung überhaupt erst funktioniert: Sie erzeugt hohen Zylinderdruck schon bei niedriger Drehzahl. Gleichzeitig limitieren die schwereren, für den hohen Druck ausgelegten Bauteile und der Verbrennungsablauf die maximale Drehzahl — ein Diesel dreht deshalb systembedingt niedriger als ein vergleichbarer Benziner.

Elektromotor

Ein Elektromotor braucht keinen Verbrennungstakt, der sich erst aufbauen muss: Die magnetische Kraft zwischen Rotor und Stator steht ab der ersten Umdrehung zur Verfügung, weshalb das maximale Drehmoment bereits im Stillstand anliegt. Bis zu einer sogenannten Basisdrehzahl bleibt es dann annähernd konstant; darüber hinaus hält die Steuerung die Leistung konstant und lässt das Drehmoment rechnerisch entsprechend sinken. Ein zusätzliches, mechanisch schaltbares Getriebe ist deshalb meist unnötig — mehr dazu im Artikel über den Aufbau eines Elektroautos.