Bremsleistung (BHP) berechnen: Einfache Formel & Schritt-für-Schritt-Anleitung

Berechnung der Bremsleistung (BHP)

Die Berechnung der Bremsleistung ist für jeden einfach, der die exakte BHP-Formel kennt.

In diesem Artikel besprechen wir die BHP-Berechnung detailliert, damit Sie BHP sehr schnell ermitteln können.

Formeln zur Berechnung der Bremsleistung

1. BHP = (Drehmoment × Drehzahl) / 5252, wobei Drehmoment in lb-ft und n = Umdrehungen pro Minute.

2. BHP = BP / 33.000, wobei BP (in Watt) = Drehmoment × 2π × Drehzahl (min⁻¹). Drehmoment in lb-ft.

3. BHP = BP (in Watt) / 746 → Leistung in PS, da 1 HP = 746 Watt.

Bei der BHP-Berechnung müssen die Einheiten aller Parameter beachtet werden.

Unten finden Sie auch einfache Formeln und Herleitungen im Detail.

Bevor wir BHP berechnen, müssen drei Begriffe geklärt sein: Was ist Leistung, Pferdestärke (HP) und Bremsleistung (BHP)?

Was ist Leistung?

Leistung ist die Rate, mit der Arbeit verrichtet oder Energie übertragen wird.

Einfach: Arbeitsleistung pro Zeit.

Ableitungen aus anderen Größen:

• P = E / t
• P = F · v
• P = V · I
• P = F · s (lineare Bewegung)
• P = τ · ω (Drehbewegung)

Für Drehbewegung leiten wir Leistung her, um BHP besser zu verstehen.

Leistung = (Kraft × Weg) / Zeit

Leistung = [Kraft × Weg (pro Umdrehung)] / Zeit (in min)

Weg pro Umdrehung = 2π × Radius

Weg pro Umdrehung pro Zeit = 2π × Radius × RPM

Drehmoment = Kraft × Hebelarm (Radius)

Kraft = Drehmoment / Radius

Leistung = [Kraft × Weg (pro Umdrehung)] / Zeit (min)

Einsetzen von Kraft und Weg:

Leistung = {Drehmoment/Radius} × {2π × Radius × RPM}

→ Leistung (in Watt) = Drehmoment × 2π × RPM. Oder:

Leistung (in Watt) = (Drehmoment × 2π × RPS) / 60

Was ist Pferdestärke (Horsepower)?

Horsepower (HP) ist die Maßeinheit für Leistung bzw. Arbeitsrate, meist für Motorleistung.

Gängige Standards: mechanische PS (imperial) ≈ 745,7 Watt, metrische PS ≈ 735,5 Watt.

James Watt, Pionier der Dampfmaschine, wollte seine Maschinen mit der vorherigen Pferdeleistung vergleichen.

Später zur Messung von Kolbenmotoren, Turbinen, Elektromotoren etc. genutzt.

Pferdestärke-Gleichungen

1 HP (mechanisch) = 33.000 ft·lbf/min = 550 ft·lbf/s

1 HP = 550 × 0,3048 × 0,4535 = 76,04 kgf·m/s

1 HP = 76,04 × 9,80 = 746 Watt (1 ft = 0,3048 m, 1 lb = 0,4535 kg)

Alternativ: 1 PS = Arbeit, ein Pferd hebt 75 kg um 1 m in 1 s.

1 HP (metrisch) = 75 kgf·m/s

1 HP = 75 × 9,8066 m/s² · m/s = 735,498 Watt

HP ist Maßeinheit der Leistung.

HP definiert als:

1 HP = 550 ft-lb/s

1 HP = 550 ft-lb/s × 60

1 HP = 33.000 ft-lb/min

Leistung in HP umrechnen

Leistung durch 33.000 teilen:

HP = Leistung (in ft-lb/min) ÷ 33.000

Indizierte Leistung = Leistung bei Verbrennung im Motor.

Indizierte Leistung in ft-lb/min ÷ 33.000 = Indizierte PS (IHP).

IHP = IP (ft-lb/min) / 33.000

Meist ist IP in Watt.

Formel für IP beim 4-Takter: (P·L·A·N × n) / 2

IHP = ((P·L·A·N × n) / 2) ÷ 4500

(P = mittlerer Effektivdruck in kg/cm², L = Hub, A = Kolbenfläche in cm², N = Kurbelwellendrehzahl, n = Zylinderzahl)

Oder: IP in Watt ÷ 746 = IHP.

Analog für BHP.

Bremsleistung (lb-ft/min) = Drehmoment × 2π × RPM lb-ft/min.

Durch 33.000 teilen:

BHP = (Drehmoment × 2π × RPM) / 33.000

BHP = (Drehmoment × RPM) / 5252

In beiden Formeln Drehmoment in ft-lb.

Weitere HP-Umrechnungen

Nach Konvention entspricht 1 HP:

• 745,5 Watt
• 1,01389 PS
• 33.000 ft·lbf/min
• 42,2 BTU/min

Was ist Bremsleistung (Brake Horsepower)?

Bremsleistung ist die Motorleistung an Schwungrad oder Kurbelwelle nach Abzug der Verluste durch Antriebsstrang und Getriebewiderstand.

Hinweis: Liegt die Leistung am Schwungrad/Kurbelwelle in ft-lb/min vor (das ist Bremsleistung BP), teilt man nur durch 33.000: BHP = BP (ft-lb/min) / 33.000.

Oder BHP = (Drehmoment × RPM) / 5252, Drehmoment in ft-lb.

Oder einfach: BHP = BP (Watt) / 746.

Wie wird Bremsleistung gemessen?

BHP wird durch Anlegen eines Widerstandsdrehmoments als Bremse an der Welle gemessen. Durch Reibung entsteht Wärme, die durch Kühlmedium (Wasser) abgeführt wird.

Bremsleistungsformeln

1. BHP = (2πnFR) / 33.000, wobei 2πnFR = Leistung in lb-ft/min.

(n = Umdrehungen/min, F = Bremswiderstandskraft, R = Radius der Krafteinleitung)

2. Bremsleistung für Welle in Drehmomentform

Leistung = Drehmoment × 2π × Umdrehungen/Minute

A) BHP = (2πnT) / 33.000, 2πnT = Leistung in lb-ft/min.

n = Motordrehzahl, T = Drehmoment an Welle.

B) BHP = (Drehmoment × RPM) / 5252

3. BHP = BP (Watt) / 746

Berechnung der Bremsleistung

Bremsleistung (Leistung an Welle) = 2πnT Watt

1 HP = 33.000 lb-ft/min.

Beide Seiten durch obigen Wert teilen:

BHP = (Drehmoment × n) / 5252

Bemerkung: So erhalten wir die Gleichung:

33.000 lb-ft/min = lb-ft × 2π × Umdrehungen/min

Division durch 2π (6,28315) → 5.252 lb-ft/min = lb-ft × Umdrehungen/min

Division durch 5252 → Endgleichung:

1 Pferdestärke = Drehmoment × RPM / 5252

Hinweis: Durch diese Mathematik sind lb-ft Drehmoment und Pferdestärke immer bei 5.252 RPM identisch.

Zusammenfassend:

1. BP = 2πnFR in Watt

2π = 6,2831853, n = Umdrehungen/min

F = Widerstandskraft, R = Radius der Krafteinleitung

2. BP = 2πnT in lb-ft/min

2π = 6,2831853, n = Umdrehungen/min, T = Drehmoment an Welle

3. BHP = Leistung (lb-ft/min) / 33.000

4. BHP = (Drehmoment × RPM) ÷ 5.252

Wichtig: Drehmoment-Einheit ist ft-lbs

Herleitung der Formel:

Bremsleistung = indizierte Leistung – Reibungsverluste. Das ist die tatsächlich abgegebene Leistung.

Die dem Propeller für nützlichen Betrieb zugeführte Leistung heißt Bremsleistung (bhp).

Weiterlesen: Kurbelgehäuseexplosion

Der Unterschied zwischen indizierter und Bremsleistung heißt Reibungsleistung – Leistung zur Überwindung mechanischer Verluste (Kolbenpumparbeit, Kolbenreibung, Reibung aller bewegten Teile).

Einheiten bei der BHP-Berechnung

Die BHP-Messung erfordert die Messung von Drehmoment (Verdrehmoment). Drehmoment = Kraft × Abstand der Kraft von der Drehachse.

BHP = (Drehmoment × n) / 5252, Drehmoment in lb-ft, n = Umdrehungen/min.

Drehmoment = Kraft × Verschiebung

Drehmoment: Maß für Kraft/Last, die Welle um Achse dreht.

Ausdruck von Drehmoment: Üblicherweise pound-feet (lb-ft) oder pound-inches (lb-in).

Hinweis: Drehmoment nicht mit Arbeit verwechseln (inch-pounds / foot-pounds).

Drehmomentmessung: Dynamometer, Drehmomentschlüssel. Prony-Bremse: einfaches Gerät für Drehmomentberechnung.

Weiterlesen: Unterschied 2-Takt vs. 4-Takt

BHP-Beziehungen in anderen Einheitssystemen

Beziehung zwischen BHP, PS & kW:

1 HP = 1,01 PS = 0,70 kW

1 kW = 1,34 HP = 1,4 PS

1 PS = 0,98 HP = 0,70 kW

Brake-Horse-Power (bhp), Pferdestärke (PS) = deutsche Übersetzung von Horsepower. Metrisches System: Kilowatt (kW), imperiales/britisches System: ft-lbf/s (fps).

Bremsleistung für Verdrängerpumpen berechnen

BHP = Q × P / (1714 × η)

BHP = Bremsleistung in HP
Q = Volumenstrom in Gallonen/Minute (GPM)
P = Druck in psi
η = Wirkungsgrad als Dezimalwert*

Viele Verdrängerpumpen arbeiten mit 90 % Wirkungsgrad → η = 0,9. Für Präzision: Herstellerprüfblätter beachten.

Bremsleistung [HP] = Volumenstrom [GPM] × Druck [PSI] / (1714 × Wirkungsgrad)

Bremsleistungsberechnung für Pumpen

Umrechnung MGD → GPM:

Wikipedia: Horsepower

Weiterlesen: Kreiselpumpe | Teile | Funktion | Diagramm | Dieselgenerator: Prinzip | Teile | Funktionen | DC-Motor: Prinzip | Teile | Aufbau | TOP 50+ Häufige IC-Motor-Interviewfragen | Kolben und Funktionen