Ein Diesel schiebt schon bei niedrigen Drehzahlen kräftig an, ein hochdrehender Benziner kann unten zurückhaltend wirken, legt aber mit steigender Drehzahl spürbar zu. Daraus hat sich ein eingängiger Satz entwickelt: "Leistung kauft man, Drehmoment fährt man." Der Satz beschreibt ein Gefühl – aber nicht die ganze technische Wahrheit. Wir erklären den Unterschied zwischen Drehmoment und Leistung.
Wo die Kraft entsteht: vom Zylinder zur Kurbelwelle
Drehmoment entsteht, wenn eine Kraft mit Abstand zur Drehachse wirkt – also über einen Hebel. Würde sie direkt auf die Drehachse wirken, gäbe es keine Drehung und somit auch kein Drehmoment. Bei der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors entsteht der Hebelarm durch die sogenannte Kröpfung. Sie beschreibt den Abstand zwischen der Drehachse der Kurbelwelle und dem Pleuelzapfen – also dem Punkt, an dem das Pleuel angreift.
Weil dieser Punkt seitlich versetzt zur Drehachse liegt, entsteht ein Hebel. Genau dieser Hebel wandelt die Kraft aus dem Zylinder in Drehmoment um. Kraft (in Newton, N) x Weg (in Meter, m) = Drehmoment (in Newtonmeter, Nm)
Verbrennung: Warum im Zylinder überhaupt Druck entsteht
Im Zylinder eines Verbrennungsmotors verbrennt Kraftstoff – das ist nichts anderes als eine sehr heftige chemische Reaktion. Bei der Verbrennung brechen die Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff und der Sauerstoff aus der Luft ihre Bindungen auf und ordnen ihre Atome neu an. Dabei entstehen stabilere Moleküle wie Kohlendioxid und Wasser. Die neu entstehenden, stabileren Moleküle enthalten insgesamt weniger Energie als die ursprünglichen Ausgangsstoffe, sodass die überschüssige Energie als Wärme frei wird. Der Druck im Zylinder steigt vor allem deshalb, weil die Verbrennung die Gase bei gleichem Volumen schlagartig stark erhitzt.
Vom Druck zur Drehbewegung
Erst danach dehnen sich die heißen Gase aus und drücken den Kolben nach unten. Pleuel und Kurbelwelle machen daraus eine Drehbewegung – und damit Drehmoment. Es entsteht direkt aus dem Druck im Zylinder: Je stärker er auf den Kolben wirkt, desto größer ist die Drehkraft an der Kurbelwelle – also das Drehmoment.
Warum Drehmoment nicht immer gleich groß ist
Das Drehmoment erreicht seinen Höhepunkt bei einer bestimmten Drehzahl, weil der Motor dort seine Zylinder am besten mit Luft füllt. Bei niedrigen Drehzahlen strömt zu wenig Luft nach, bei hohen bleibt dafür zu wenig Zeit. Dazwischen liegt der Bereich, in dem die Verbrennung am effektivsten abläuft – und genau dort entsteht das maximale Drehmoment.
Warum manche Motoren mehr Drehmoment haben
Wie viel Druck im Zylinder entsteht, hängt von mehreren Faktoren ab. Entscheidend ist unter anderem die Verdichtung. Ein Verhältnis wie 10:1 bedeutet, dass der Kolben die Luft im Zylinder auf ein Zehntel ihres ursprünglichen Volumens zusammendrückt.
Beim Diesel ist diese Verdichtung deutlich höher als beim Benziner, oft zwischen 16:1 und über 20:1. Die Luft erhitzt sich beim Verdichten so stark, dass sich der eingespritzte Kraftstoff von selbst entzündet. Die Verbrennung setzt explosionsartig ein und erzeugt einen hohen Druck.
Beim Benziner ist die Verdichtung niedriger, damit sich das Gemisch nicht unkontrolliert selbst entzündet. Der Druck im Zylinder ist geringer – und damit auch das Drehmoment pro Verbrennung.
Auch Turbolader und Kompressoren erhöhen den Druck: Sie pressen zusätzliche Luft in den Zylinder. Strömt mehr Luft in den Zylinder, gelangt mehr Sauerstoff hinein – und der Motor kann mehr Kraftstoff vollständig verbrennen.
Erst die als Hebelarme wirkenden Kröpfungen der Kurbelwelle machen das Drehmoment möglich.
Drehmoment: Die Kraft einer Umdrehung
Drehmoment beschreibt, wie kräftig eine einzelne Motorumdrehung ist. Viel Drehmoment bedeutet: Jeder "Arbeitsschlag" im Zylinder ist besonders stark.
Drehmoment hat die Einheit Newtonmeter – sie zeigt direkt, was dahintersteckt. Sie kombiniert eine Kraft mit einem Abstand: Newton steht für die Kraft, Meter für den Hebelarm. Wer mit 100 Newton auf das Ende eines halben Meter langen Schraubenschlüssels drückt, erzeugt ein Drehmoment von 50 Newtonmetern. Im Motor passiert im Prinzip das Gleiche – nur viele Male pro Sekunde und deutlich kontrollierter.
Wovon das Drehmoment abhängt
- Zylinderdruck: Je höher der Druck aus der Verbrennung, desto größer die Kraft auf den Kolben.
- Hubraum: Mehr Volumen bedeutet mehr Luft und Kraftstoff – und damit mehr Kraft pro Arbeitstakt.
- Hub (Hebelarm): Ein längerer Hub vergrößert den Hebel an der Kurbelwelle und erhöht das Drehmoment.
- Füllungsgrad: Je besser der Zylinder mit Luft gefüllt wird (z. B. durch Turboaufladung), desto stärker die Verbrennung.
- Ventilsteuerung: Bestimmt, wie effizient der Gaswechsel abläuft – und damit, wie viel Drehmoment anliegt.
- Verbrennungsqualität: Eine saubere, schnelle Verbrennung erhöht den nutzbaren Druck.
- Reibung: Verluste im Motor reduzieren das tatsächlich verfügbare Drehmoment.
Leistung: Wie oft diese Kraft wirkt
Ein Motor arbeitet mit vielen Umdrehungen pro Minute. Die Leistung beschreibt, wie viel Arbeit ein Motor pro Zeit verrichtet. Ein hochdrehender Motor erzeugt pro Sekunde mehr Arbeitstakte. Selbst wenn sein einzelnes Drehmoment geringer sein sollte, summiert sich die Leistung durch die höhere Anzahl der Arbeitstakte. Leistung ergibt sich also aus Drehmoment × Drehzahl. Mit steigender Drehzahl nimmt die Leistung also zu – solange das Drehmoment nicht zu stark abfällt.
Drehmoment und Leistung: Der direkte Zusammenhang
Drehmoment und Leistung hängen also direkt zusammen, erfüllen aber unterschiedliche Rollen:
- Drehmoment steht für die Stärke eines einzelnen Impulses
- Leistung steht für die Gesamtarbeit pro Zeit
Ein Motor ist nicht nur dadurch stark, wie kräftig er einmal drückt – sondern wie oft er das pro Sekunde schafft.
Ein Verbrennungsmotor erzeugt sein maximales Drehmoment bei der Drehzahl, bei der am meisten Luft in die Brennräume gelangt (im Bild ein Mercedes-V8 mit Direkteinspritzung).
Warum sich Drehmoment stärker anfühlt
Im Alltag dominiert das Drehmoment das Fahrgefühl. Es liegt oft schon bei niedrigen Drehzahlen an und ist direkt spürbar. Der Wagen reagiert spontan, wirkt kräftig und mühelos.
Leistung dagegen baut sich über die Drehzahl auf. Sie ist weniger unmittelbar fühlbar, bestimmt aber, wie schnell ein Fahrzeug tatsächlich beschleunigt und wie schnell es fährt – vor allem bei höheren Geschwindigkeiten ist die Leistung maßgeblich.
Warum am Ende die Leistung entscheidet
Leistung bestimmt, wie viel Energie pro Zeit an den Rädern ankommt. Das Getriebe kann die Drehkraft zwar verändern, aber keine zusätzliche Energie erzeugen. Entscheidend bleibt deshalb, wie viel Leistung der Motor liefert – denn nur sie bestimmt, wie stark ein Auto beschleunigt und wie schnell es wird.
Ein anschauliches Bild liefert das Fahrrad: Drehmoment entspricht der Kraft, mit der man in die Pedale tritt. Leistung beschreibt, wie oft man pro Sekunde tritt. Wer kräftig, aber langsam pedaliert, kommt nicht besonders schnell voran. Wer etwas weniger Kraft einsetzt, dafür aber deutlich schneller tritt, bringt mehr Leistung auf die Straße.
Warum Drehmoment und Leistung oft bei unterschiedlichen Drehzahlen liegen
Das maximale Drehmoment liegt meist bei mittleren Drehzahlen an – genau dort, wo der Motor seine Zylinder am besten füllt. Mit steigender Drehzahl nimmt das Drehmoment oft wieder ab, weil weniger Zeit für den Gaswechsel bleibt.
Die Leistung steigt dennoch weiter an – der Grund: Der Motor arbeitet jetzt deutlich schneller und liefert mehr Arbeitstakte pro Sekunde. Solange die Drehzahl stärker zunimmt, als das Drehmoment abfällt, wächst die Leistung weiter.
Erst wenn das Drehmoment deutlich einbricht, erreicht auch die Leistung ihr Maximum – überwiegend bei deutlich höheren Drehzahlen als das Drehmoment.
Leistung ergibt sich also aus Drehmoment × Drehzahl. Mit steigender Drehzahl nimmt die Leistung also zu – solange das Drehmoment nicht zu stark abfällt (im Bild der V8-Zylinder-Benzinmotor mit Biturboaufladung aus dem Mercedes-AMG GT, Motoren-Baureihe M178).
• Leistung (kW/PS): Arbeit pro Zeit, ergibt sich aus Drehmoment und Drehzahl
PS oder kW: Warum "Pferdestärke" in die Irre führt
Die in Deutschland umgangssprachlich eingebürgerte Einheit für Leistung heißt "Pferdestärke". Das klingt, als würde sie die Kraft eines Motors beschreiben. Tatsächlich steht sie – genau wie Kilowatt – für Leistung, also dafür, wie viel Arbeit ein Motor in einer bestimmten Zeit verrichtet.
Der Begriff geht auf die Frühzeit der Dampfmaschinen zurück, als man ihre Leistung mit der von Pferden verglich. Watt oder eben Kilowatt ist dagegen die heute international gültige physikalische Einheit. Beide beschreiben dasselbe, nur in unterschiedlicher Form: 1 kW entspricht etwa 1,36 PS.
Dass sich "Pferdestärke" bis heute hält, liegt vor allem am Namen – er klingt anschaulich, führt aber leicht in die Irre, weil er eher nach Kraft als nach Leistung klingt.
