Leistungsprüfstand: Wie Messungen ablaufen und was sie aussagen

Wie viel Leistung hat mein Auto wirklich? Diese Frage beantwortet der Leistungsprüfstand. Er ist das wichtigste Werkzeug, um eine Optimierung zu belegen, Fehler zu finden oder einfach den Zustand eines Motors zu prüfen. Damit eine Messung mehr ist als eine schöne Zahl auf Papier, sollten Sie wissen, wie sie zustande kommt.

Zwei Bauarten

Rollenprüfstand: Das Fahrzeug steht mit den angetriebenen Rädern auf Rollen und wird mit Gurten gesichert. Der Fahrer beschleunigt in einem festgelegten Gang, der Prüfstand misst die Kraft an den Rollen. Rollenprüfstände sind in Tuning-Betrieben und Werkstätten verbreitet, weil das Fahrzeug unverändert bleibt.

Motorprüfstand: Der Motor ist ausgebaut und direkt mit einer Bremse verbunden. Diese Messung ist genauer, weil keine Verluste von Getriebe und Reifen dazwischen liegen. Motorprüfstände nutzen Hersteller, Motorenbauer und der Motorsport, etwa bei der Entwicklung und Abstimmung von Rennmotoren. Für Privatfahrzeuge sind sie in der Regel zu aufwendig.

Radleistung, Verlustleistung, Motorleistung

Ein Rollenprüfstand misst zunächst die Leistung, die an den Rädern ankommt. Auf dem Weg dorthin gehen Anteile in Getriebe, Antriebswellen, Differenzial und Reifen verloren. Viele Prüfstände ermitteln diese Verluste in der Auslaufphase: Nach der Volllastmessung wird ausgekuppelt, und der Prüfstand misst, wie stark das rollende Fahrzeug abbremst. Die so bestimmte Schleppleistung wird zur Radleistung addiert und ergibt die errechnete Motorleistung.

Genau hier liegt eine Quelle für Abweichungen. Die Auslaufmessung hängt unter anderem von Reifenluftdruck, Reifentemperatur, Spannkraft der Gurte und Getriebeöl ab. Manche Prüfstände arbeiten stattdessen mit festen Verlustfaktoren. Ein seriöses Protokoll weist Radleistung und Verlustleistung getrennt aus.

Korrekturnormen

Die Leistung eines Motors hängt von der angesaugten Luft ab. Bei kalter, trockener Luft und hohem Luftdruck ist sie höher als an einem heißen, schwülen Tag. Damit Messungen vergleichbar sind, rechnet der Prüfstand das Ergebnis auf Normbedingungen um. Gebräuchlich sind unter anderem DIN 70020, die EG-Richtlinie 80/1269/EWG, ISO 1585 und SAE J1349. Die Normen nutzen unterschiedliche Bezugsbedingungen und liefern deshalb leicht unterschiedliche Werte. Im Protokoll sollte immer stehen, nach welcher Norm korrigiert wurde.

Ablauf einer Messung

1. Vorbereitung: Fahrzeug auf Betriebstemperatur bringen, Reifendruck prüfen, Fehlerspeicher auslesen.
2. Befestigung: Fahrzeug mit Gurten sichern, Gebläse für die Kühlluft positionieren, Abgasabsaugung anschließen.
3. Messlauf: Im passenden Gang von niedriger Drehzahl bis zur Abregeldrehzahl unter Volllast beschleunigen.
4. Auslauf: Auskuppeln und ausrollen lassen, damit der Prüfstand die Verlustleistung ermittelt.
5. Wiederholung: In der Regel mehrere Läufe, um Ausreißer zu erkennen.
6. Protokoll: Ausdruck oder Datei mit Kurven, Messbedingungen und Spitzenwerten.

Ein Prüfstandsprotokoll lesen

Das Diagramm oben zeigt schematisch, wie ein Protokoll aussieht. Auf der waagerechten Achse steht die Drehzahl, auf der senkrechten Leistung und Drehmoment. Wichtiger als der Spitzenwert ist der Verlauf:

• Drehmomentkurve: Ein früh einsetzendes, breites Plateau steht für kräftigen Durchzug im Alltag.
• Leistungskurve: Sie steigt mit der Drehzahl und fällt nach dem Maximum ab. Ein gleichmäßiger Verlauf ohne Einbrüche spricht für eine saubere Abstimmung.
• Einbrüche und Zacken: Sie können auf Zündaussetzer, Ladedruckregelung oder Messprobleme hinweisen.
• Messbedingungen: Lufttemperatur, Luftdruck, Luftfeuchte und Korrekturnorm gehören auf jedes Protokoll.
• Rad- und Verlustleistung: Getrennt ausgewiesen lassen sie erkennen, wie die Motorleistung errechnet wurde.

Wann eine Messung sinnvoll ist

• Vor einer Optimierung: Sie zeigt, ob der Motor gesund ist und die Serienleistung erreicht. Ein schwacher Ausgangswert deutet auf Verschleiß oder Defekte hin, die man vor einem Tuning beheben sollte.
• Nach einer Optimierung: Sie belegt den Erfolg und dient als Dokumentation.
• Bei Verdacht auf Leistungsverlust: Etwa nach einem Defekt oder wenn das Auto sich müde anfühlt.
• Beim Kauf eines getunten Gebrauchtwagens: Sie zeigt, ob die eingetragenen Werte plausibel sind.

Grenzen der Aussagekraft

Ein Prüfstand misst unter kontrollierten Bedingungen, aber nicht unter allen, die im Alltag vorkommen. Er zeigt nicht, wie sich ein Motor nach mehreren Volllastbeschleunigungen bei Sommerhitze verhält, wie die Kupplung das Drehmoment dauerhaft verkraftet oder ob die Abgasnachbehandlung langfristig zuverlässig arbeitet. Auch die Höchstgeschwindigkeit lässt sich aus der Leistungskurve nur grob abschätzen, weil Luftwiderstand und Übersetzung eine große Rolle spielen.

Wer mehr wissen möchte, kann auf manchen Prüfständen zusätzliche Messwerte aufzeichnen lassen, etwa Ladedruck, Ansaugtemperatur oder Lambdawerte. Sie zeigen, ob eine Abstimmung sauber arbeitet und wo Reserven oder Probleme liegen.

Anbieter und Kosten

Leistungsmessungen bieten Tuning-Betriebe, freie Werkstätten mit eigenem Prüfstand und einige Prüforganisationen an. Die Preise hängen von Prüfstandsart, Antrieb, Anzahl der Läufe und gewünschten Zusatzmessungen ab. Allradfahrzeuge brauchen einen Allradprüfstand, was die Auswahl einschränkt. Fragen Sie vorab, welche Korrekturnorm verwendet wird, ob Rad- und Verlustleistung im Protokoll stehen und ob Sie die Messdaten als Datei bekommen.

Prüfstände im Motorsport

Im Motorsport läuft fast jeder Motor auf dem Prüfstand, bevor er ins Auto kommt. Neue und überholte Motoren werden dort eingefahren, abgestimmt und auf Leistung und Dichtigkeit geprüft. Wie Rennmotoren aufgebaut sind und warum sie anders ausgelegt werden als Serienmotoren, erklärt der Bereich Motorsport-Technik. Wie Messwerte zu einer konkreten Leistungssteigerung passen, steht unter Chiptuning.