Umrechnungs- und Leistungstabelle zum Drehmoment
Die ersten Zeilen geben die Umrechnungsfaktoren der Einheiten an; die übrigen Zeilen zeigen das mit T = 9.549,3 × kW ÷ U/min berechnete Drehmoment für typische Kombinationen aus Leistung und Drehzahl.
| Eingabe | Drehmoment (N·m) | Drehmoment (lb·ft) |
|---|---|---|
| 1 N·m | 1 | 0,7376 |
| 1 lb·ft | 1,3558 | 1 |
| 1 kgf·m | 9,8067 | 7,233 |
| 50 kW bei 1.500 U/min | 318,3 | 234,8 |
| 100 kW bei 3.000 U/min | 318,3 | 234,8 |
| 100 kW bei 6.000 U/min | 159,2 | 117,4 |
| 200 kW bei 4.000 U/min | 477,5 | 352,2 |
- Die Formel liefert das Drehmoment an der Welle für die angegebene Leistung und Drehzahl; da im Antriebsstrang Verluste auftreten, liegt das Raddrehmoment bei gleicher Übersetzung unter dem Motordrehmoment.
- Prüfstandswerte von Motoren sind Kurven und keine Einzelwerte — Höchstdrehmoment und Höchstleistung treten bei unterschiedlichen Drehzahlen auf, und die Formel verknüpft beide nur im selben Betriebspunkt.
- Das Ergebnis in kgf·m erscheint in der Umrechnungsbetriebsart; es handelt sich um eine Nicht-SI-Einheit, die in älteren sowie in manchen asiatischen Fahrzeugunterlagen noch vorkommt.
Was ist das Drehmoment, und wie hängt es mit der Leistung zusammen?
Das Drehmoment ist das Gegenstück der Kraft bei Drehbewegungen — die Drehwirkung um eine Achse, im SI-System in Newtonmetern (N·m) gemessen. Ein Drehmoment von 1 N·m entspricht einer Kraft von einem Newton an einem Hebelarm von einem Meter. Im angloamerikanischen Raum wird das Pound-foot verwendet (1 lb·ft = 1,3558179 N·m), in der älteren metrischen Praxis hingegen das Kilopondmeter (1 kgf·m = 9,80665 N·m).
Leistung und Drehmoment sind über die Drehzahl verknüpft: P = T × ω, wobei ω die Winkelgeschwindigkeit in Radiant je Sekunde ist. Ein Motor, der dasselbe Drehmoment bei doppelter Drehzahl abgibt, liefert daher die doppelte Leistung. Deshalb treten die Höchstwerte von Leistung und Drehmoment eines Motors bei unterschiedlichen Drehzahlen auf, und deshalb tauscht eine Übersetzung Drehzahl gegen Drehmoment, ohne die Leistung zu verändern (abzüglich der Verluste).
Überträgt man die Physik in Werkstatteinheiten, ergibt sich die praktische Formel. Da ω = 2π × U/min ÷ 60 gilt, entspricht das Drehmoment in N·m der Leistung in Watt geteilt durch diese Winkelgeschwindigkeit, was sich zu T = 9.549,3 × P(kW) ÷ U/min vereinfacht. Die Konstante 9.549,3 ist dabei lediglich 60.000 ÷ 2π.
So verwenden Sie diesen Drehmomentrechner
- Wählen Sie die Betriebsart: Drehmoment aus Leistung und Drehzahl berechnen oder einen vorhandenen Drehmomentwert umrechnen.
- Geben Sie in der Leistungsbetriebsart die Leistung in Kilowatt und die Drehzahl in U/min ein, um das Drehmoment in N·m und lb·ft zu erhalten.
- Geben Sie in der Umrechnungsbetriebsart das Drehmoment in N·m ein, um die Entsprechungen in lb·ft und kgf·m zu sehen.
- Rechnen Sie in hp oder PS angegebene Motorwerte zunächst in kW um (1 hp = 0,7457 kW; 1 PS = 0,7355 kW), bevor Sie die Leistungsbetriebsart verwenden.
Die Formel hinter der Drehmomentberechnung
Die Leistung bei Drehbewegung beträgt P = T × ω. Die Winkelgeschwindigkeit aus der Drehzahl ist ω = 2π × N ÷ 60 rad/s. Nach dem Drehmoment aufgelöst: T = P ÷ ω = 60 × P ÷ (2π × N). Mit P in Kilowatt (Multiplikation mit 1.000) wird daraus T = 60.000 × kW ÷ (2π × U/min) = 9.549,3 × kW ÷ U/min.
Rechenbeispiel: ein Motor mit 100 kW bei 3.000 U/min. T = 9.549,3 × 100 ÷ 3.000 = 318,3 N·m, also 318,3 ÷ 1,3558179 = 234,8 lb·ft. Umrechnungsbeispiel: 300 N·m entsprechen 300 ÷ 1,3558179 = 221,3 lb·ft und 300 ÷ 9,80665 = 30,59 kgf·m.
Häufige Fehler
- Pferdestärken unmittelbar in die kW-Formel einzusetzen — rechnen Sie zuvor um (1 hp = 0,7457 kW, 1 PS = 0,7355 kW), da das Drehmoment sonst rund 34% zu hoch ausfällt.
- Höchstleistung und Höchstdrehmoment bei derselben Drehzahl zu vergleichen: Sie treten bei unterschiedlichen Motordrehzahlen auf, und T = 9.549,3 × kW ÷ U/min verknüpft sie jeweils nur punktweise auf der Kurve.
- lb·ft (Drehmoment) mit der Schreibweise ft·lb oder mit lbf (Kraft) zu verwechseln — zum Drehmoment gehören stets die Kraft und der Hebelarm.
- N·m und kgf·m zu vermischen: Beide unterscheiden sich um den Faktor 9,80665, weshalb eine falsch gelesene Angabe fast das Zehnfache kostet.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechne ich das Drehmoment aus Pferdestärken und Drehzahl?
Rechnen Sie die Leistung in Kilowatt um (1 hp = 0,7457 kW) und wenden Sie anschließend T = 9.549,3 × kW ÷ U/min an. Beispiel: 300 hp = 223,7 kW bei 5.000 U/min ergeben 9.549,3 × 223,7 ÷ 5.000 = 427,2 N·m beziehungsweise rund 315 lb·ft. Die angloamerikanische Kurzformel T (lb·ft) = 5.252 × hp ÷ U/min liefert dasselbe Ergebnis unmittelbar aus den Pferdestärken.
Woher stammt die Konstante 9.549,3?
Aus der Umrechnung der Drehzahl in Radiant je Sekunde. Es gilt P = T × ω und ω = 2π × U/min ÷ 60, also T = P ÷ ω = 60 × P ÷ (2π × U/min). Wird P in Kilowatt ausgedrückt, multipliziert sich der Zähler mit 1.000, woraus T = 60.000 ÷ (2π) × kW ÷ U/min = 9.549,3 × kW ÷ U/min folgt.
Wie viel N·m sind 1 lb·ft?
Ein Pound-foot entspricht 1,3558179 Newtonmetern — ein Pound-force (4,4482216 N), das an einem Hebelarm von einem Fuß (0,3048 m) wirkt. Umgekehrt entspricht 1 N·m rund 0,7376 lb·ft. Ein Motor mit 400 N·m leistet daher etwa 295 lb·ft.
Warum treten Höchstdrehmoment und Höchstleistung bei unterschiedlichen Drehzahlen auf?
Weil die Leistung das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl ist. Die Drehmomentkurve eines Motors erreicht ihren Höchstwert üblicherweise im mittleren Bereich und fällt bei hohen Drehzahlen ab; die Leistung steigt hingegen weiter, solange die Drehzahl schneller zunimmt, als das Drehmoment abfällt, weshalb die Höchstleistung bei einer höheren Drehzahl liegt als das Höchstdrehmoment. Beide Werte beschreiben dieselbe Kurve an unterschiedlichen Punkten.
Was ist ein kgf·m, und wird es noch verwendet?
Das Kilopondmeter ist ein mit der Kilogramm-Kraft ausgedrücktes Drehmoment: 1 kgf·m = 9,80665 N·m, sodass ein Motor mit 30 kgf·m rund 294 N·m leistet. Es ist keine SI-Einheit, erscheint allerdings weiterhin in älteren Unterlagen und in manchen Fahrzeugangaben asiatischer Märkte, dort meist als kg·m oder kgm geschrieben.
Verändert eine Übersetzung das Drehmoment oder die Leistung?
Eine Übersetzung vervielfacht das Drehmoment und teilt die Drehzahl im selben Verhältnis, während die Leistung abgesehen von Reibungsverlusten unverändert bleibt. Eine Untersetzung von 3:1 verdreifacht daher das Abtriebsdrehmoment bei einem Drittel der Drehzahl. Deshalb übersteigt das Raddrehmoment im ersten Gang das Nenndrehmoment des Motors bei weitem, während die übertragene Leistung gleich bleibt.
Quellenangaben
- NIST Special Publication 811 (Thompson & Taylor). Guide for the Use of the International System of Units (SI), 2008 — Appendix B torque conversion factors (lb·ft, kgf·m).
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). The International System of Units (SI Brochure), 9th edition, 2019 — the newton-metre and radian.