Alles, was Sie über Pferdestärken wissen müssen

Wir alle benutzen den Begriff Pferdestärken, wir hören und lesen ihn, wenn über Autos gesprochen wird, aber was genau ist Pferdestärken und wie ist er in Gebrauch gekommen? Die Antwort auf diese Frage und vieles mehr erwartet Sie im Folgenden.

Pferdestärken – eine kurze Geschichte

Fangen wir mit dem Anfang an. Der Begriff wurde in den 1700er Jahren geprägt, als der schottische Ingenieur James Watt – sonst berühmt für seine Arbeit an Dampfmaschinen und deren Leistungssteigerung – eine Bezeichnung dafür suchte, wie viel Kraft ein kohleförderndes Grubenpferd aufbringen konnte.

Während er das Thema weiter erforschte, kam Watt zu dem Schluss, dass ein Grubenpferd durchschnittlich 22.000 Fußpfund Arbeit in einer Minute verrichten konnte. Er erhöhte diese Zahl um 50 % und prägte so den Begriff der Pferdestärke: 33.000 Fuß-Pfund Arbeit in einer Minute.

OK, aber was genau ist Pferdestärke?

Nun, das ist nicht ganz richtig, wie Jason Fenske von Engineering Explained in einem seiner Videos gezeigt hat.

Fragen Sie die Encyclopaedia Britannica, und sie werden Ihnen sagen, dass Pferdestärke die Geschwindigkeit ist, mit der Arbeit geleistet wird. Erinnern Sie sich an James Watt? Eine Pferdestärke entspricht 33.000 Fuß-Pfund Arbeit pro Minute. Mit anderen Worten: Eine Pferdestärke ist die Leistung, die erforderlich ist, um eine Masse von 33.000 Pfund in einer Minute über einen Fuß zu heben.

Eine Pferdestärke hat auch eine elektrische Entsprechung: Eine Pferdestärke entspricht 764 Watt. Darüber hinaus gibt es auch die metrische Pferdestärke – eine weitere Einheit für Leistung – die 32.549 foot-pounds pro Minute oder 0,9863 Pferdestärken entspricht (deutsche und einige europäische Hersteller verwenden sie bei der Angabe der Motorleistung – es ist das „PS“, über das man manchmal stolpert, wenn man Autoliteratur liest).

Um die Dinge ein wenig mehr in eine (weltliche) Perspektive zu rücken, gibt Popular Science einige nette Beispiele aus dem wirklichen Leben für Pferdestärken und ihre, nun ja, Leistung. Ein durchschnittlicher Radfahrer kann zum Beispiel eine Pferdestärke während „eines kurzen Sprints“ entwickeln. Außerdem reicht eine Pferdestärke aus, um eine „Standard-Tropfkaffeemaschine“ anzutreiben.

Es ist auch hilfreich, sich mit den folgenden Begriffen und ihrer Bedeutung vertraut zu machen:

Arbeit – die Menge an Kraft, die über eine bestimmte Strecke erzeugt wird, gemessen in Einheiten wie Fußpfund, Kilowattstunde oder BTU (British Thermal Unit).

Energie – die Fähigkeit eines Mechanismus, mit verschiedenen Mitteln – mechanisch, thermisch oder elektrisch – Arbeit zu verrichten.

Leistung – Arbeitsrate, d. h. die Menge der verrichteten Arbeit geteilt durch die dafür benötigte Zeit.

Was ist also der Unterschied zwischen Pferdestärken und Drehmomenten?

Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, mit einem Schraubenschlüssel eine Schraube festzuziehen. Du drückst den Schraubenschlüssel nach unten und übst damit eine Kraft aus, die auf den Arm des Schlüssels (der eine bestimmte Länge hat) wirkt – die von deinen Muskeln und dem Schlüssel selbst erzeugte Kraft erzeugt also ein Drehmoment auf das, was du anziehst. Das Drehmoment ist also gleich der Kraft multipliziert mit dem Abstand. Es gibt also zwei Möglichkeiten, das Drehmoment zu erhöhen: entweder durch Erhöhung der angewandten Kraft oder durch Vergrößerung des Abstands. Aus diesem Grund ist es einfacher, wirklich festsitzende Schrauben mit einer längeren Ratsche oder einem längeren Brechstahl zu lösen. Je größer die Hebelwirkung – der Abstand – ist, desto mehr Drehmoment wird erzeugt.

Das gleiche Prinzip gilt im Inneren eines Motors. Dort wird die Kraft durch die Verbrennung erzeugt (das Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet sich im Zylinder), die wiederum auf den Kolben drückt, der wiederum die Kurbelwelle bewegt. Sie haben also Ihre Kraft und Ihren Weg (die Länge des Kolbenarms), daher wird das Drehmoment an der Kurbelwelle erzeugt.

Die Pferdestärke hingegen ist die Kraft multipliziert mit dem Weg multipliziert mit der Drehzahl. Wir wissen, dass Kraft multipliziert mit Weg ein Drehmoment ist, also ist die Pferdestärke das Drehmoment multipliziert mit der Drehzahl. Das bringt uns zur nächsten Frage.

Wie kann man die Pferdestärken eines Motors messen?

Die offensichtliche Antwort ist ein Dynamometer, auch bekannt als Leistungsprüfstand. Aber Achtung: Der Prüfstand misst das Drehmoment eines Motors, nicht seine Pferdestärken. Um die Pferdestärken zu ermitteln, multipliziert man einfach das Drehmoment mit der Drehzahl und teilt es durch 5252. Warum diese Zahl? Gute Frage. Das obige Video von Donut Media gibt Ihnen eine gute Erklärung (PS: Sie sollten übrigens bis 5:20 springen).

Warum haben Dieselmotoren mehr Drehmoment als Pferdestärken?

Es liegt am Verdichtungsverhältnis. Dieselmotoren haben ein höheres Verdichtungsverhältnis als Benzinmotoren. Was bedeutet das?- Erinnern Sie sich daran, dass der längere Schraubenschlüssel mehr Drehmoment erzeugt? Das ist das gleiche Prinzip.

Der Kolben muss jedoch auch einen viel längeren Weg zurücklegen, um eine Umdrehung zu schaffen, was bedeutet, dass er sich nicht so schnell bewegen kann wie ein Kolben eines Benzinmotors. Erinnern Sie sich noch daran, dass Pferdestärken schnell verrichtete Arbeit sind? Nun, Dieselmotoren können zwar eine Menge Arbeit verrichten, aber nicht so schnell wie ein Benzinmotor. Sie haben zwar ein hohes Drehmoment, aber nur wenig Pferdestärken.

Deshalb kann ein großer Lastwagen eine Menge Güter transportieren, oder ein Bus hat genug Kraft, um eine Menge Leute zu befördern, aber er kann nicht so schnell fahren wie ein normales Auto mit Benzinmotor.

Was bedeutet Pferdestärke?

Die Pferdestärke ist die Geschwindigkeit, mit der Arbeit verrichtet wird: Wie oben beschrieben, entspricht eine Pferdestärke einer Leistung von 33.000 Pfund in einer Minute. Die Pferdestärke ist auch das Drehmoment multipliziert mit der Zeit, d.h. wie viel Arbeit in einem bestimmten Zeitraum verrichtet werden kann.

Entspricht eine Pferdestärke wirklich der Leistung eines Pferdes?

Nein. Der Begriff „Pferdestärke“ geht auf James Watt zurück, der mit Hilfe von Minenpferden herausfinden wollte, wie viel Arbeit ein solches Pony in einer Minute verrichten kann.

Was ist die durchschnittliche Pferdestärke eines Autos?

Nichts ist in Stein gemeißelt, und wie wir alle wissen, variiert die Pferdestärke stark von Auto zu Auto und von Segment zu Segment – es gibt die Econoboxen und am anderen Ende des Spektrums die Supercars und Hypercars. In einem typischen amerikanischen Auto können Sie jedoch im Durchschnitt zwischen 180 und 200 PS erwarten.