PS

Pferdestärke ( PS ) ist eine Maßeinheit für Leistung bzw. die Rate, mit der Arbeit verrichtet wird, üblicherweise bezogen auf die Leistung von Motoren. Es gibt viele verschiedene Standards und Arten von Pferdestärken. Zwei heute gebräuchliche Definitionen sind die angloamerikanische Pferdestärke (PS) , abgekürzt hp oder bhp , die etwa 745,7 Watt entspricht , und die metrische Pferdestärke (PS) , auch als cv oder PS abgekürzt , die etwa 735,5 Watt entspricht. Die elektrische Pferdestärke ( hpE ) beträgt exakt 746 Watt, während die Kesselleistung je nach Baujahr 9809,5 oder 9811 Watt beträgt.

Der Begriff wurde Ende des 18. Jahrhunderts vom schottischen Ingenieur James Watt eingeführt , um die Leistung von Dampfmaschinen mit der Zugkraft von Pferden zu vergleichen . Später wurde er auf die Leistung anderer energieerzeugender Maschinen wie Kolbenmotoren , Turbinen und Elektromotoren ausgeweitet . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Die Definition der Einheit variierte je nach Region. Die meisten Länder verwenden heute die SI- Einheit Watt zur Leistungsmessung. Mit Inkrafttreten der EU-Richtlinie 80/181/EWG am 1. Januar 2010 ^{[ 3 ]} ist die Verwendung von Pferdestärken in der EU nur noch als ergänzende Einheit zulässig.

Die Entwicklung der Dampfmaschine bot Anlass, die Leistung von Pferden mit der Leistung der Maschinen zu vergleichen, die sie ersetzen konnten. 1702 schrieb Thomas Savery in „The Miner’s Friend“ : ^{[ 4 ]}

Eine Maschine, die so viel Wasser fördert wie zwei Pferde, die gemeinsam arbeiten, und für die man ständig zehn oder zwölf Pferde benötigt, kann so gebaut werden, dass sie die gleiche Arbeit verrichtet, für die man sonst acht, zehn, fünfzehn oder zwanzig Pferde ständig benötigen würde.

Die Idee wurde später von James Watt genutzt, um die Watt-Dampfmaschine , eine verbesserte Newcomen-Dampfmaschine , zu vermarkten . Er hatte zuvor zugestimmt, Lizenzgebühren in Höhe eines Drittels der Kohleeinsparungen der älteren Newcomen-Dampfmaschinen zu erhalten. ^{[ 5 ]} Dieses Lizenzgebührenmodell funktionierte jedoch nicht bei Kunden, die keine Dampfmaschinen besaßen, sondern Pferde einsetzten.

Watt ermittelte, dass ein Pferd ein Mühlrad 144 Mal pro Stunde (oder 2,4 Mal pro Minute) drehen kann. ^{[ 6 ]} Das Rad hatte einen Radius von 12 Fuß (3,7 m); daher legte das Pferd in einer Minute 2,4 × 2π × 12 Fuß zurück. Watt schätzte, dass das Pferd mit einer Kraft von 180 Pfund (800 N) ziehen kann . ^{[ 7 ]} Also:

${\displaystyle P={\frac {W}{t}}={\frac {Fd}{t}}={\frac {180~{\text{lbf}}\times 2.4\times 2\,\pi \times 12~{\text{ft}}}{1~{\text{min}}}}=32{,}572~{\frac {{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}}{\text{min}}}.}$

In „Engineering in History“ wird berichtet, dass John Smeaton die Energie eines Pferdes zunächst auf 22.916 ft⋅lb (31.070 J) pro Minute schätzte. ^{[ 8 ]} John Desaguliers hatte zuvor 44.000 ft⋅lb (59.700 J) pro Minute und Thomas Tredgold 27.500 ft⋅lb (37.300 J) pro Minute angegeben. „Watt fand 1782 experimentell heraus, dass ein ‚ Brauereipferd ‘ 32.400 ft⋅lb [43.929 J] pro Minute erzeugen konnte.“ ^{[ 8 ]} James Watt und Matthew Boulton standardisierten diesen Wert im folgenden Jahr auf 33.000 ft⋅lb (44.742,0 J) pro Minute. ^{[ 8 ]}

Einer weit verbreiteten Legende zufolge entstand die Einheit in Pferdestärken, als einer von Watts ersten Kunden, ein Brauer, ausdrücklich einen Motor verlangte, der der Leistung eines Pferdes entspräche. Er wählte sein stärkstes Pferd und trieb es bis an seine Leistungsgrenze. Laut dieser Legende nahm Watt die Herausforderung an und baute eine Maschine, die sogar noch stärker war als die vom Brauer erreichte Leistung. Die Leistung dieser Maschine wurde schließlich in Pferdestärken (PS) gemessen. ^{[ 9 ]}

1993 veröffentlichten R. D. Stevenson und R. J. Wassersug in Nature einen Briefwechsel , in dem sie Messungen und Berechnungen der maximalen und dauerhaften Arbeitsleistung eines Pferdes zusammenfassten. ^{[ 10 ]} Unter Berufung auf Messungen, die 1925 auf der Iowa State Fair durchgeführt wurden , berichteten sie, dass die Spitzenleistung über einige Sekunden bis zu 14,88 PS (11,10 kW) betrug. ^{[ 11 ]} Sie stellten außerdem fest, dass eine Arbeitsleistung von etwa 1 PS (0,75 kW) pro Pferd bei dauerhafter Aktivität mit landwirtschaftlichen Empfehlungen des 19. und 20. Jahrhunderts übereinstimmt und auch einer Arbeitsleistung entspricht, die etwa dem Vierfachen der Grundaktivität anderer Wirbeltiere bei dauerhafter Aktivität entspricht. ^{[ 10 ]}

Bei der Betrachtung von Geräten, die mit Muskelkraft betrieben werden , kann ein gesunder Mensch kurzzeitig etwa 1,2 PS (0,89 kW) leisten (siehe Größenordnungen ) und dauerhaft etwa 0,1 PS (0,07 kW) aufrechterhalten; trainierte Athleten erreichen kurzzeitig bis zu 2,5 PS (2 kW) ^{[ 12 ]} und über mehrere Stunden 0,35 PS (0,26 kW) ^{[ 13 ]} . Der jamaikanische Sprinter Usain Bolt erreichte 2009 bei seinem Weltrekordlauf über 100 Meter (109,4 Yards) in 9,58 Sekunden eine maximale Leistung von 3,5 PS (2,6 kW) 0,89 Sekunden nach dem Start ^{[ 14 ].}

Im Jahr 2023 modifizierte eine Gruppe von Ingenieuren einen Dynamometer , um die Leistung eines Pferdes messen zu können. Bei diesem Pferd wurde eine Leistung von 5,7 PS (4,3 kW) gemessen. ^{[ 15 ]}

Wenn das Drehmoment T in Pfund-Fuß angegeben wird und die Drehzahl N in Umdrehungen pro Minute (U/min) gemessen wird , beträgt die resultierende Leistung in PS:

${\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {\{T\}_{\mathrm {ft{\cdot }lbf} }\{N\}_{\mathrm {rpm} }}{5252}}.}$^{[ 16 ]}

Die Konstante 5252 ist der gerundete Wert von (33.000 ft⋅lbf/min)/(2π rad/Umdrehung).

Wenn das Drehmoment T in Inch-Pfund angegeben ist,

${\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {\{T\}_{\mathrm {in{\cdot }lbf} }\{N\}_{\mathrm {rpm} }}{63{,}025}}.}$

Die Konstante 63.025 ist die Näherung für

${\displaystyle 33{,}000~{\frac {{\text{ft}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}\times {\frac {12~{\frac {\text{in}}{\text{ft}}}}{2\pi ~{\text{rad}}}}\approx 63{,}025{\frac {{\text{in}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}.}$

Unter der Annahme, dass die dritte CGPM- Definition (1901, CR 70) der Standardgravitation , g _n = 9,80665 m/s ² , zur Definition der Pfundkraft sowie der Kilogrammkraft und des internationalen Avoirdupois-Pfunds (1959) verwendet wird, entspricht eine imperiale Pferdestärke:

1 PS	≡ 33.000 ft·lbf/min	per Definition
	= 550 ft⋅lbf/s	seit	1 Minute = 60 Sekunden
	= 550 × 0,3048 × 0,45359237 m⋅ kgf /s	seit	1 Fuß ≡ 0,3048 m und 1 Pfund ≡ 0,45359237 kg
	= 76,0402249068 kg f ⋅m/s
	= 76,0402249068 × 9,80665 kg⋅m² / s³	seit	g = 9,80665 m/ s²
	= 745,69987158227022 W ≈ 745,700 W	seit	1 W ≡ 1 J /s = 1 N ⋅m/s = 1 (kg⋅m/s 2 )⋅(m/s)

Oder, unter der Annahme, dass 1 PS = 550 ft⋅lbf/s, 1 ft = 0,3048 m, 1 lbf ≈ 4,448 N, 1 J = 1 N⋅m, 1 W = 1 J/s: 1 PS ≈ 745,7 W

Die verschiedenen Einheiten, die zur Angabe dieser Definition verwendet werden ( PS , KM , cv , hk , pk , k , ks und ch ), entsprechen alle dem englischen Wort für Pferdestärke . Britische Hersteller vermischen häufig metrische und mechanische Pferdestärken, abhängig von der Herkunft des jeweiligen Motors. ^{[ 17 ]}

DIN 66036 definiert eine metrische Pferdestärke (Pferdestärke, PS) als die Leistung, die benötigt wird, um eine Masse von 75 Kilogramm gegen die Erdanziehungskraft über eine Strecke von einem Meter in einer Sekunde anzuheben: ^{[ 18 ]} 75 kg × 9,80665 m/s² ^× 1 m / 1 s = 75  kgf ⋅ m/s = 1 PS. Dies entspricht 735,49875 W oder 98,6 % einer britischen Pferdestärke. 1972 wurde die PS in den EG-Richtlinien als offizielle Leistungseinheit durch das Kilowatt ersetzt. ^{[ 19 ]}

Andere Bezeichnungen für die metrische Pferdestärke sind das italienische Cavallo Vapore (cv) , das niederländische Paardenkracht (pk) , das französische Cheval-Vapeur (ch) , das spanische Caballo de Vapor und das portugiesische Cavalo-Vapor (CV) , das russische лошадиная сила (л. с.) , das schwedische Hästkraft (hk) , das dänische und norwegische Hestekraft (hk) und das finnische hevosvoima (hv) , das estnische hobujõud (hj) , das ungarische lóerő (LE) , das tschechische koňská síla und das slowakische konská sila (k oder ks ), das serbokroatische konjska snaga (KS) , das bulgarische конска сила , das mazedonische коњска сила (KC) , das polnische koń mechanischzny (KM) ( wörtlich „ mechanisches Pferd “ ), das slowenische konjska moč (KM) , das ukrainische кінська сила (к. с.) , das rumänische cal-putere (CP) und das deutsche Pferdstärke (PS) .

Im Frankreich der Revolutionszeit des 19. Jahrhunderts gab es eine eigene Einheit, die das Cheval Vapeur (Pferdestärke) ersetzte ; basierend auf einem Standard von 100 kgf ⋅m/s, wurde sie Poncelet genannt und mit p abgekürzt .

Die sogenannte Steuer-PS-Angabe ist eine nichtlineare Kennzahl für Kraftfahrzeuge, die für Steuerzwecke verwendet wird. ^{[ 20 ]} Ursprünglich korrelierte die Steuer-PS-Angabe mehr oder weniger direkt mit dem Hubraum. Da jedoch viele Länder seit dem Jahr 2000 auf Systeme umgestellt haben, die auf CO₂-Emissionen basieren, _sind die aktuellen Systeme nicht mehr direkt mit der alten Steuer-PS-Angabe vergleichbar. Der Citroën 2CV ist nach seiner französischen Steuer-PS-Angabe benannt: deux chevaux (2CV).

Die Typenschilder von Elektromotoren geben die verfügbare Wellenleistung an, nicht die elektrische Eingangsleistung. Diese Leistung wird üblicherweise in Watt oder Kilowatt angegeben. In den Vereinigten Staaten wird die Leistung in Pferdestärken (PS) angegeben. ^{[ 21 ]}

Die hydraulische Leistung kann die in hydraulischen Maschinen verfügbare Leistung oder die Leistung durch die Bohrlochdüse einer Bohranlage sein ^{[ 22 ]} , oder sie kann als Schätzung der mechanischen Leistung verwendet werden, die zur Erzeugung einer bestimmten hydraulischen Durchflussrate erforderlich ist.

Es kann wie folgt berechnet werden ^{[ 22 ]}

${\displaystyle {\text{hydraulische Leistung}}={\frac {{\text{Druck}}\times {\text{Volumenstrom}}}{1714}},}$

wobei der Druck in psi und die Durchflussrate in US-Gallonen pro Minute angegeben ist.

Bohranlagen werden mechanisch angetrieben, indem der Bohrmeißel von oben gedreht wird. Hydraulische Energie wird jedoch weiterhin benötigt, daZum Durchpressen des Bohrschlamms , um das Abraumgestein zu entfernen, werden 1500 bis 5000 W benötigt . Zusätzliche Hydraulikleistung kann auch zum Antrieb eines Bohrlochmotors für das Richtbohren eingesetzt werden . ^{[ 22 ]}

Bei Verwendung von SI-Einheiten wird die Gleichung schlüssig und es gibt keine Teilungskonstante mehr.

${\displaystyle {\text{hydraulische Leistung}}={\text{Druck}}\times {\text{Volumenstrom}}}$

wobei der Druck in Pascal (Pa) und die Durchflussrate in Kubikmetern pro Sekunde (m³ ⁾ angegeben wird .

Die Kesselleistung (in PS) bezeichnet die Fähigkeit eines Kessels , Dampf an eine Dampfmaschine zu liefern , und ist nicht mit der Definition von 550 ft⋅lb/s identisch. Eine Kesselleistung entspricht der thermischen Energiemenge, die benötigt wird, um 15,6 kg Frischwasser bei 100 °C innerhalb einer Stunde zu verdampfen. In der Frühzeit der Dampfnutzung war die Kesselleistung in etwa vergleichbar mit der Leistung der vom Kessel angetriebenen Maschinen. ^{[ 23 ]}

Der Begriff „Kesselleistung“ wurde ursprünglich auf der Centennial Exhibition 1876 in Philadelphia entwickelt , wo die besten Dampfmaschinen jener Zeit getestet wurden. Der durchschnittliche Dampfverbrauch dieser Maschinen (pro PS) wurde anhand der Verdampfung von 14 kg Wasser pro Stunde bestimmt, basierend auf Speisewasser mit einer Temperatur von 38 °C und gesättigtem Dampf mit einem Druck von 480 kPa. Diese ursprüngliche Definition entspricht einer Kesselwärmeleistung von 9,813 kW (33.485 Btu/h). Einige Jahre später, 1884, definierte die ASME die Kesselleistung neu als die Wärmeleistung, die der Verdampfung von 15,6 kg Wasser pro Stunde bei einer Temperatur von 100 °C entspricht. Dies vereinfachte die Kesselprüfung erheblich und ermöglichte genauere Vergleiche der Kessel jener Zeit. Diese überarbeitete Definition entspricht einer Kesselwärmeleistung von 9,809 kW (33.469 Btu/h). In der heutigen Industriepraxis wird die Kesselleistung als eine thermische Leistung des Kessels von 33.475 Btu/h (9,811 kW) definiert, was sehr nahe an den ursprünglichen und überarbeiteten Definitionen liegt.

Die Kesselleistung (BHP) wird in der industriellen Kesseltechnik in den USA weiterhin zur Messung der Kesselleistung verwendet. Die Kesselleistung wird mit BHP abgekürzt , was vielerorts auch als Symbol für Bremsleistung (BHP) verwendet wird.

Die Zugkraft (auch: Zugkraftleistung) ist die Leistung, die einer Lokomotive zum Ziehen eines Zuges oder einem Traktor zum Ziehen eines Anbaugeräts zur Verfügung steht. Es handelt sich um einen Messwert, nicht um einen berechneten Wert. Ein spezieller, an die Lokomotive gekoppelter Dynamometerwagen zeichnet kontinuierlich Zugkraft und Geschwindigkeit auf . Daraus lässt sich die erzeugte Leistung berechnen. Um die maximal verfügbare Leistung zu ermitteln, ist eine steuerbare Last erforderlich; üblicherweise eine zweite Lokomotive mit angezogenen Bremsen zusätzlich zu einer statischen Last.

Wenn die Zugkraft ( F ) in Pfund-Kraft (lbf) und die Geschwindigkeit ( v ) in Meilen pro Stunde (mph) gemessen wird, dann ist die Zugleistung ( P ) in Pferdestärken (hp)

$${\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {\{F\}_{\mathrm {lbf} }\{v\}_{\mathrm {mph} }}{375}}.}$$

Beispiel: Wie viel Leistung wird benötigt, um eine Zuglast von 2.025 Pfund mit einer Geschwindigkeit von 5 Meilen pro Stunde zu ziehen?

$${\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {2025\times 5}{375}}=27.}$$

Die Konstante 375 ergibt sich aus der Formel 1 PS = 375 lbf⋅mph. Bei Verwendung anderer Einheiten ändert sich die Konstante. Bei Verwendung einheitlicher SI- Einheiten (Watt, Newton und Meter pro Sekunde) ist keine Konstante erforderlich, und die Formel lautet dann P = Fv .

Diese Formel kann auch zur Berechnung der Leistung eines Strahltriebwerks verwendet werden, wobei die Geschwindigkeit des Strahls und der Schub, der zur Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeit erforderlich ist, berücksichtigt werden.

Beispiel: Wie viel Leistung wird bei einem Schub von 4000 Pfund und einer Geschwindigkeit von 400 Meilen pro Stunde erzeugt?

$${\displaystyle \{P\}_{\mathrm {hp} }={\frac {4000\times 400}{375}}=4266.7.}$$

Diese Maßeinheit wurde vom Royal Automobile Club (RAC) eingeführt und diente zur Angabe der Motorleistung britischer Automobile des frühen 20. Jahrhunderts. Viele Fahrzeuge leiteten ihre Namen von dieser Zahl ab (z. B. Austin Seven und Riley Nine), während andere Bezeichnungen wie „40/50 PS“ trugen, die die RAC-Angabe gefolgt von der tatsächlich gemessenen Leistung angaben.

Die steuerpflichtige PS-Zahl entspricht nicht der entwickelten PS-Zahl; vielmehr handelt es sich um einen berechneten Wert, der auf dem Bohrungsdurchmesser, der Zylinderzahl und einer (heute überholten) Annahme des Motorwirkungsgrades basiert. Da neue Motoren mit immer höherem Wirkungsgrad konstruiert wurden, war diese Kennzahl nicht mehr aussagekräftig, wurde aber in Großbritannien weiterhin verwendet, da sie dort für Steuerzwecke herangezogen wurde . Großbritannien war nicht das einzige Land, das die RAC-Kennzahl verwendete; viele australische Bundesstaaten nutzten die RAC-PS-Angabe zur Steuerberechnung. ^{[ 24 ] [ 25 ]} Die RAC-Formel wurde mitunter auch in britischen Kolonien wie Kenia (Britisch-Ostafrika) angewendet . ^{[ 26 ]}

${\displaystyle {\text{RAC hp}}={\frac {D\times D\times n}{2.5}}}$

Wo

D ist der Durchmesser (oder die Bohrung ) des Zylinders in Zoll.

n ist die Anzahl der Zylinder. ^{[ 27 ]}

Da die steuerpflichtige PS-Zahl auf Basis der Bohrung und der Zylinderzahl und nicht auf Basis des tatsächlichen Hubraums berechnet wurde, entstanden Motoren mit unterquadratischen Abmessungen (Bohrung kleiner als Hub), was tendenziell eine künstlich niedrige Drehzahlgrenze zur Folge hatte und somit die potenzielle Leistungsabgabe und Effizienz des Motors beeinträchtigte.

Diese Situation blieb über mehrere Generationen britischer Vier- und Sechszylindermotoren bestehen: So besaß beispielsweise Jaguars 3,4-Liter-XK-Motor aus den 1950er-Jahren sechs Zylinder mit einer Bohrung von 83 mm und einem Hub von 106 mm ^{[ 28 ]} , während die meisten amerikanischen Automobilhersteller längst auf V8-Motoren mit überquadratischem Hub (große Bohrung, kurzer Hub) umgestiegen waren . Siehe beispielsweise den frühen Chrysler-Hemi-Motor .

Die Leistung eines Motors kann an verschiedenen Punkten der Energieübertragung von der Erzeugung bis zur Anwendung gemessen oder geschätzt werden. Für die in den verschiedenen Phasen dieses Prozesses erzeugte Leistung werden unterschiedliche Bezeichnungen verwendet, doch keine davon gibt eindeutig Aufschluss über das verwendete Messsystem oder die Definition.

Im Allgemeinen:

Die Nennleistung in PS ergibt sich aus der Größe des Motors und der Kolbengeschwindigkeit und ist nur bei einem Dampfdruck von 48 kPa (7 psi) genau; ^{[ 29 ]}

Die angegebene oder Brutto-PS-Zahl ist die theoretische Leistungsfähigkeit des Motors [PLAN/ 33000].

Die Bremsleistung (Nettoleistung an der Kurbelwelle des Motors, gemessen direkt an dieser) beträgt

Angegebene Leistung abzüglich der Reibungsverluste im Motor (Lagerreibung, Pleuel- und Kurbelwellen-Windverluste, Ölfilmreibung usw.);

Die Wellenleistung (die an der Abtriebswelle des Getriebes abgegebene und gemessene Leistung, sofern vorhanden) entspricht

Kurbelwellenleistung abzüglich Reibungsverluste im Getriebe (Lager, Zahnräder, Ölreibung, Windverluste usw.);

Die effektive oder wahre Leistung (thp), üblicherweise als Radleistung (whp) bezeichnet, entspricht

Wellenleistung abzüglich Reibungsverluste im/in den Kreuzgelenk(en), Differential, Radlagern, Reifen und Kette (falls vorhanden).

All dies setzt voraus, dass auf keine der Messwerte Potenzierungsfaktoren angewendet wurden.

Motorenkonstrukteure verwenden neben der PS-Zahl auch andere Kennzahlen, um Zielvorgaben oder Leistungsmerkmale zu beschreiben, wie beispielsweise den mittleren effektiven Bremsdruck (BMEP). Dieser Wert ist ein Koeffizient der theoretischen Bremsleistung und der Zylinderdrücke während der Verbrennung.

Die Nennleistung (nhp) war eine Faustregel aus dem frühen 19. Jahrhundert zur Abschätzung der Leistung von Dampfmaschinen. ^{[ 29 ]} Sie basierte auf einem Dampfdruck von 7 psi (48 kPa). ^{[ 30 ]}

Nennleistung in PS = 7 × Kolbenfläche in Quadratzoll × äquivalente Kolbengeschwindigkeit in Fuß pro Minute/33.000.

Für Schaufelraddampfer galt die Regel der britischen Admiralität, dass die Kolbengeschwindigkeit in Fuß pro Minute mit 129,7 × (Hub) ^1/3,38 berechnet wurde . ^{[ 29 ] [ 30 ]} Bei Schraubendampfern wurde die vorgesehene Kolbengeschwindigkeit verwendet. ^{[ 30 ]}

Der Hub (oder die Hublänge) war die vom Kolben zurückgelegte Strecke, gemessen in Fuß.

Damit die Nennleistung der tatsächlichen Leistung entspricht, müsste der mittlere Dampfdruck im Zylinder während des Hubs 7 psi (48 kPa) betragen und die Kolbengeschwindigkeit derjenigen entsprechen, die sich aus der angenommenen Beziehung für Schaufelraddampfschiffe ergibt. ^{[ 29 ]}

Die französische Marine verwendete dieselbe Definition der Nennleistung in PS wie die Royal Navy. ^{[ 29 ]}

Die indizierte Leistung (ihp) ist die theoretische Leistung eines Hubkolbenmotors, wenn die Umwandlung der expandierenden Gasenergie (Kolbendruck × Hubraum) in den Zylindern reibungsfrei wäre. Sie wird aus den in den Zylindern entstehenden Drücken berechnet, die mit einem Motoranzeiger gemessen werden – daher der Name „indizierte Leistung“. Während sich der Kolben im Hub vorwärts bewegt, nimmt der Druck auf den Kolben im Allgemeinen ab, und der Motoranzeiger erstellt üblicherweise ein Diagramm des Drucks über dem Hub im Arbeitszylinder. Aus diesem Diagramm lässt sich die während des Kolbenhubs verrichtete Arbeit berechnen.

Die indizierte PS-Zahl war ein besseres Maß für die Motorleistung als die Nennleistung (nhp), da sie den Dampfdruck berücksichtigte. Im Gegensatz zu späteren Maßeinheiten wie Wellenleistung (shp) und Bremsleistung (bhp) berücksichtigte sie jedoch nicht die Leistungsverluste durch interne Reibungsverluste der Maschine, wie beispielsweise die Gleitbewegung des Kolbens im Zylinder, Lagerreibung, Getriebereibung usw.

Die Bremsleistung ( bhp ) ist die Leistung, die mit einem Bremsdynamometer (Lastdynamometer) an einer bestimmten Stelle, wie z. B. der Kurbelwelle, der Abtriebswelle des Getriebes, der Hinterachse oder den Hinterrädern, gemessen wird. ^{[ 31 ]}

In Europa prüft die DIN 70020 den Motor mit allen Anbauteilen und der im Fahrzeug verwendeten Abgasanlage. Die ältere amerikanische Norm ( SAE-Bruttoleistung , kurz PS ) verwendete einen Motor ohne Lichtmaschine , Wasserpumpe und andere Hilfskomponenten wie Servolenkpumpe, Schalldämpfer usw., weshalb die Werte höher waren als die europäischen Werte für denselben Motor. Die neuere amerikanische Norm ( SAE-Nettoleistung ) prüft einen Motor mit allen Anbauteilen (detailliert in den Prüfnormen für Motorleistung ). ^{[ 32 ]}

Die Bremse ist eine Vorrichtung, die eine gleichmäßige Bremskraft erzeugt, eine Last ausgleicht oder die Ausgangsleistung eines Motors ausgleicht und ihn auf einer gewünschten Drehzahl hält. Bei Tests werden das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl gemessen, um die Bremsleistung zu bestimmen. Die Leistung wurde ursprünglich mithilfe des „Indikatordiagramms“ (einer Erfindung von James Watt aus dem späten 18. Jahrhundert) und später mithilfe einer Prony-Bremse, die mit der Abtriebswelle des Motors verbunden war, gemessen und berechnet. Moderne Dynamometer verwenden verschiedene Bremsverfahren, um die Bremsleistung des Motors, also die tatsächliche Ausgangsleistung vor Verlusten im Antriebsstrang, zu messen.

Die Wellenleistung (shp) ist die Leistung, die an eine Propeller- oder Turbinenwelle abgegeben wird. ^{[ 33 ]} Die Wellenleistung ist eine gängige Kenngröße für Turbowellen- und Turboprop-Triebwerke, Industrieturbinen und einige Schiffsanwendungen.

Die äquivalente Wellenleistung (eshp) wird mitunter zur Leistungsbewertung von Turboprop- Triebwerken herangezogen. Sie beinhaltet die äquivalente Leistung, die aus dem Reststrahlschub des Turbinenabgases gewonnen wird. ^{[ 34 ]} Schätzungsweise werden aus einer PS-Einheit 2,5 Pfund-Force (11 N) Reststrahlschub erzeugt. ^{[ 35 ]}

Es existieren verschiedene Normen, die festlegen, wie Leistung und Drehmoment eines Automobilmotors gemessen und korrigiert werden. Korrekturfaktoren dienen dazu, die Leistungs- und Drehmomentmessungen an standardisierte atmosphärische Bedingungen anzupassen und so einen genaueren Vergleich zwischen Motoren zu ermöglichen, da diese von Druck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Umgebungsluft beeinflusst werden. ^{[ 36 ]} Einige dieser Normen werden im Folgenden beschrieben.

Anfang des 20. Jahrhunderts wurde für US-amerikanische Automobile gelegentlich die sogenannte „SAE-PS-Angabe“ verwendet. Diese Angabe stammt aus der Zeit lange vor den PS-Messstandards der Society of Automotive Engineers (SAE) und war eine andere Bezeichnung für die branchenübliche ALAM- oder NACC -PS-Angabe. Sie entsprach auch der britischen RAC-PS-Angabe, die ebenfalls für Steuerzwecke verwendet wurde. Die Alliance for Automotive Innovation ist der heutige Nachfolger von ALAM und NACC.

Vor dem Modelljahr 1972 gaben amerikanische Automobilhersteller die Leistung ihrer Motoren in Brems-PS ( bhp) an . Diese Angabe war eine Variante der Brems-PS und wurde als SAE-Brutto-PS bezeichnet, da sie nach den Standards der Society of Automotive Engineers (SAE) (J245 und J1995) gemessen wurde. Diese Standards sehen einen serienmäßigen Testmotor ohne Anbauteile (wie Lichtmaschine, Kühlerlüfter und Wasserpumpe) vor ^{[ 37 ]} und verwenden mitunter Fächerkrümmer anstelle der serienmäßigen Abgaskrümmer. Dies steht im Gegensatz zur SAE-Netto-Leistung und den DIN-70020 - Standards, die die Motoranbauteile (jedoch nicht die Getriebeverluste) berücksichtigen. Die atmosphärischen Korrekturstandards für Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur bei der SAE-Brutto-Leistungsmessung waren relativ idealisiert.

In den USA geriet die Bezeichnung bhp (Bremsleistung) 1971/72 außer Gebrauch, da die Automobilhersteller begannen, die Leistung gemäß SAE-Norm J1349 in SAE-Netto-PS anzugeben. Wie die SAE-Brutto-PS und andere Bremsleistungsnormen wird auch die SAE-Netto-PS an der Kurbelwelle des Motors gemessen und berücksichtigt daher keine Getriebeverluste. Ähnlich der DIN-Norm 70020 sieht das SAE-Netto-Leistungsprüfprotokoll jedoch die Verwendung serienmäßiger, riemengetriebener Nebenaggregate, Luftfilter, Abgasreinigungssysteme, Abgasanlage und anderer energieverbrauchender Komponenten vor. Dadurch entsprechen die Leistungsangaben eher der tatsächlichen Leistung des Motors in seiner serienmäßigen Konfiguration und im Verkauf.

Im Jahr 2005 führte die SAE mit SAE J2723 die Bezeichnung „SAE Certified Power“ ein. ^{[ 38 ]} Um die Zertifizierung zu erhalten, muss der Test dem jeweiligen SAE-Standard entsprechen, in einer nach ISO 9000/9002 zertifizierten Einrichtung durchgeführt und von einem von der SAE zugelassenen Dritten abgenommen werden.

Einige Hersteller wie Honda und Toyota stellten umgehend auf die neuen Leistungsangaben um. ^{[ 39 ]} Die Leistung des Toyota Camry 3.0 L 1MZ-FE V6 sank von 210 auf 190 PS (157 auf 142 kW). ^{[ 39 ]} Der Lexus ES 330 und der Camry SE V6 waren zuvor mit 225 PS (168 kW) angegeben, der ES 330 verlor jedoch 218 PS (163 kW), während der Camry auf 210 PS (157 kW) zurückging. Der erste nach dem neuen Programm zertifizierte Motor war der 7,0-Liter -LS7, der im Chevrolet Corvette Z06 des Modelljahrs 2006 zum Einsatz kam. Die zertifizierte Leistung stieg leicht von 500 auf 505 PS (373 auf 377 kW).

Während Toyota und Honda ihre gesamten Fahrzeugpaletten erneut testen, prüfen andere Automobilhersteller in der Regel nur Modelle mit aktualisierten Antrieben. ^{[ 39 ]} Beispielsweise leistet der Ford Five Hundred von 2006 203 PS (151 kW), genau wie das Modell von 2005. Diese Angabe entspricht jedoch nicht dem neuen SAE-Prüfverfahren, da Ford die zusätzlichen Kosten für die erneute Prüfung seiner bestehenden Motoren scheute. ^{[ 39 ]} Es wird erwartet, dass die meisten Automobilhersteller die neuen Richtlinien im Laufe der Zeit umsetzen werden.

Die SAE hat ihre PS-Vorschriften verschärft, um Motorenherstellern die Möglichkeit zu nehmen, leistungsbeeinflussende Faktoren wie den Ölstand im Kurbelgehäuse, die Kalibrierung des Motorsteuerungssystems oder die Verwendung von hochoktanigem Kraftstoff zu manipulieren. In manchen Fällen können solche Faktoren zu einer Änderung der PS-Angaben führen.

DIN 70020 ist eine deutsche DIN- Norm zur Messung der Motorleistung in PS (Pferdestärke). Die DIN-PS-Angabe wird an der Abtriebswelle des Motors als metrische PS-Angabe und nicht als mechanische PS-Angabe gemessen . Ähnlich der SAE-Nettoleistung , aber im Gegensatz zur SAE-Bruttoleistung , misst die DIN-Prüfung die Motorleistung im eingebauten Zustand, also mit angeschlossenem Kühlsystem, Ladesystem und serienmäßiger Abgasanlage. DIN-PS wird oft mit „ PS “ abgekürzt, abgeleitet vom deutschen Wort „ Pferdestärke “.

Früher wurde in Italien ein Prüfstandard der italienischen CUNA ( Commissione Tecnica per l'Unificazione nell'Automobile , Technische Kommission für die Vereinheitlichung von Automobilen), einer dem Normungsverband UNI unterstellten Organisation , angewendet. Die CUNA schrieb vor, dass der Motor mit allen für seinen Betrieb notwendigen Anbauteilen (wie der Wasserpumpe) geprüft werden musste, während alle anderen – wie Lichtmaschine/Dynamo, Kühlerlüfter und Abgaskrümmer – weggelassen werden konnten. ^{[ 37 ]} Alle Kalibrierungen und Anbauteile mussten denen der Serienmotoren entsprechen. ^{[ 37 ]}

ECE R24 ist eine UN-Norm für die Zulassung von Kompressionszündungsmotoren hinsichtlich Emissionen, Einbau und Leistungsmessung. ^{[ 40 ]} Sie ähnelt der DIN 70020-Norm, stellt jedoch unterschiedliche Anforderungen an den Anschluss des Lüfters während der Prüfung, wodurch dieser weniger Leistung vom Motor aufnimmt. ^{[ 41 ]}

ECE R85 ist ein UN-Standard für die Zulassung von Verbrennungsmotoren hinsichtlich der Messung der Nettoleistung. ^{[ 42 ]}

Die Richtlinie 80/1269/EWG vom 16. Dezember 1980 ist eine Norm der Europäischen Union für die Motorleistung von Straßenfahrzeugen.

Die Internationale Organisation für Normung (ISO) veröffentlicht mehrere Normen zur Messung der Motorleistung in PS.

• ISO 14396 legt die zusätzlichen Anforderungen und Methoden zur Leistungsbestimmung von Hubkolben-Verbrennungsmotoren für Abgasemissionsprüfungen nach ISO 8178 fest. Sie gilt für Hubkolben-Verbrennungsmotoren für Land-, Schienen- und Schifffahrt, ausgenommen Motoren von Kraftfahrzeugen, die primär für den Straßenverkehr bestimmt sind. ^{[ 43 ]}
• ISO 1585 ist ein Prüfstandard für die Nettoleistung von Motoren, der für Straßenfahrzeuge vorgesehen ist. ^{[ 44 ]}
• ISO 2534 ist ein Prüfstandard für die Bruttoleistung von Motoren, der für Straßenfahrzeuge vorgesehen ist. ^{[ 45 ]}
• ISO 4164 ist ein Prüfcode für die Nettoleistung von Mopedmotoren. ^{[ 46 ]}
• ISO 4106 ist ein Prüfverfahren zur Ermittlung der Nettoleistung von Motorrädern. ^{[ 47 ]}
• ISO 9249 ist ein Prüfstandard für die Nettoleistung von Motoren, der für Erdbewegungsmaschinen vorgesehen ist. ^{[ 48 ]}

JIS D 1001 ist ein japanischer Prüfcode für die Netto- und Bruttoleistung von Motoren in Kraftfahrzeugen und Lkw mit Ottomotor, Dieselmotor oder Einspritzmotor. ^{[ 49 ]}

• Spezifischer Kraftstoffverbrauch – wie viel Kraftstoff ein Motor pro Einheit abgegebener Energie verbraucht.
• Dynamometer-Motorprüfung
• Europäische Richtlinien für Maßeinheiten
• PS-Stunde
• Mittlerer effektiver Druck
• Drehmoment

• Md Nazmul Islam (10. Juni 2024). „Wie viel PS hat ein Pferd?“ . Voltage Lab .
• Donut (24. November 2023). Wie viel PS hat ein Pferd? – via YouTube.
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