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Kalte Luft, mehr Leistung: Was dein Motor im Oktober gewinnt
Kalte Luft, mehr Leistung: Was dein Motor im Oktober gewinnt
Die Luft, die dir an einem Oktobermorgen in den Kragen zieht, ist dieselbe, die dein Motor gern atmet. Kalte Luft ist dichter, in jeden Zylinder passt bei jedem Ansaugtakt etwas mehr davon, und die Einspritzung gibt den passenden Sprit dazu. Sobald Motor und Reifen warm sind, merkst du die zusätzliche Leistung vielleicht als kräftigeren Zug an einer Ortsausfahrt und hältst sie für Einbildung.
Einbildung ist das nicht, nur fällt das Plus kleiner aus, als die Luft verspricht. Bei 5 statt 25 Grad ist sie gut sieben Prozent dichter, an Leistung setzen die üblichen Umrechnungsformeln nur etwa drei bis vier Prozent mehr an. Zeigen kann es sich vor allem beim Beschleunigen, auf der Autobahn nimmt es dir der Fahrtwind wieder ab.
Sieben Prozent mehr Luft, drei bis vier Prozent mehr Leistung
Ein Kubikmeter Luft wiegt bei 5 Grad rund 85 Gramm mehr als bei 25 Grad. Mit jedem Ansaugtakt kommt dadurch mehr Sauerstoff in den Zylinder, und mit mehr Sauerstoff lässt sich mehr Kraftstoff verbrennen.
Wie viel Leistung daraus wird, rechnen Hersteller und Leistungsprüfstände bei jeder Messung nach. Beide beziehen die gemessene Leistung auf ein Normwetter, damit Werte von kalten und warmen Tagen vergleichbar bleiben. Für die Angabe im Datenblatt sind das 25 Grad, nach der älteren deutschen Norm DIN 70020 sind es 20.
In den Umrechnungsformeln zählt der Dichteunterschied nicht voll, sondern ungefähr zur Hälfte. Zwischen 25 und 5 Grad setzen sie 3,5 bis 4,2 Prozent mehr Leistung an, bei 10 Grad 2,6 bis 3,1. Ein Teil der Erklärung: Auf dem Weg durch Ansaugtrakt und Zylinderkopf nimmt die kalte Luft schon etwas Wärme vom Motor auf.
Für eine Maschine mit 100 PS sind das an einem Morgen mit 5 Grad 3,5 bis 4,2 PS mehr als an einem Nachmittag mit 25. Eine Maschine mit 48 PS gewinnt rund zwei.
Zwischen diesem Morgen und diesem Nachmittag liegen 20 Grad, und so groß ist der Abstand nicht jeden Tag. Im Monatsmittel ist der Oktober in München 9,3 Grad kühler als der August, so steht es in den Klimawerten des Deutschen Wetterdienstes für 1991 bis 2020. Das allein ergibt knapp zwei Prozent mehr Leistung. Auf drei bis vier Prozent kommst du, wenn du einen kalten Oktobermorgen mit einem heißen Sommernachmittag vergleichst.
Mehr als eine Schätzung ist das nicht. Die Formeln sind für den Prüfstand gemacht, die Messung für das Datenblatt läuft bei 10 bis 45 Grad, und dein Motor hat seine eigene Kennlinie. Am Datenblatt ändert das Wetter nichts: Dort steht die Leistung bei Normwetter, in welchem Monat du auch nachliest.
Woher die Einspritzung weiß, dass es kalt ist
Damit aus der dichteren Luft Leistung wird, muss der passende Kraftstoff dazukommen. Das erledigt die Einspritzung ohne dein Zutun. Honda zählt für seine Einspritzanlage PGM-FI auf, was die Sensoren dafür erfassen. Darunter sind die Temperatur und der Druck der angesaugten Luft, die Motortemperatur, die Drehzahl und die Öffnung der Drosselklappe. Daraus berechnet das Steuergerät die Einspritzmenge und den Zündzeitpunkt.
Laut Honda passt sich die Anlage so von selbst an Temperatur und Höhe an. Einstellen musst du im Herbst nichts. Den Vergaser beschreibt der Hersteller dagegen als einfach gebaut, aber schwer auf eine veränderte Umgebung abzustimmen.
Am Pass trifft die Kälte auf dünne Luft. Auf 2.500 Metern ist die Luft um rund ein Fünftel dünner als im Tal. Die drei, vier Prozent, die dir ein kalter Tag bringt, sind dort oben kein Ausgleich, eher ein Trostpflaster.
Am stärksten wirkt die kalte Luft beim Beschleunigen
Die Mehrleistung zeigt sich dort, wo du sie abrufst: an der Ortsausfahrt, am Kurvenausgang, beim Überholen auf der Landstraße. Beim kräftigen Beschleunigen geht der größte Teil der Leistung in den Vortrieb, und vom Plus kommt fast alles als Schub am Hinterrad an.
Wie viel das ist, zeigt ein Vergleich. Wiegst du mit der Maschine zusammen 300 Kilo, wirken drei bis vier Prozent mehr Leistung bei voll geöffnetem Gasgriff ungefähr wie zehn bis zwölf Kilo weniger. So viel wiegen etwa 15 Liter Benzin. Ein Sozius mit 75 Kilo kostet rund 20 Prozent der Beschleunigung, etwa fünfmal so viel, wie der Herbst bringt. Braucht ein Überholvorgang von 70 auf 100 an einem heißen Augusttag fünf Sekunden, ist er an einem kalten Oktobertag rechnerisch um ungefähr eine Fünftelsekunde kürzer.
Ob du das im Gasgriff spürst, ist eine andere Frage. Dazu kommt, womit du vergleichst: mit einem heißen Nachmittag im August, oft im Stadtverkehr. Rund um die Maschine ist es dann wärmer, als der Wetterbericht sagt. Für die Temperaturanzeige der XL750 Transalp schreibt Honda in der Anleitung, sie könne unter 30 km/h durch Straßenwärme und Abgase anderer Fahrzeuge beeinträchtigt werden.
Saugt der Motor an solchen Tagen wärmere Luft an als die 25 Grad aus der Rechnung, ist der Abstand zum kühlen Herbstmorgen größer, als die Zahlen oben vermuten lassen.
Bei Tempo 130 nimmt sich der Fahrtwind mehr, als der Motor gewinnt
Die dichtere Luft hat eine zweite Seite. Außer in den Motor strömt sie auch von vorn gegen dich und die Maschine, und dort drückt sie um denselben Anteil stärker: bei 5 Grad gut sieben Prozent mehr als bei 25.
Bei Autobahntempo geht der größte Teil der Leistung in diese Luft, bei 130 rund neun Zehntel. Um das Tempo zu halten, braucht die Maschine bei 5 statt 25 Grad gut sechs Prozent mehr davon. Der Motor gewinnt nur drei bis vier dazu. Du drehst den Gasgriff ein Stück weiter auf, und der Verbrauch steigt.
Auch bei der Höchstgeschwindigkeit bleibt vom Gewinn nichts übrig. Rechnerisch liegt sie an einem kalten Tag sogar etwa ein Prozent niedriger, weil der stärkere Winddruck mehr kostet, als der Motor zulegt. Schneller wird die Maschine im Herbst also nicht, nur beim Beschleunigen etwas kräftiger.
Auf dem Prüfstand rechnet sich die Kälte heraus
Stellst du die Maschine im Herbst auf einen Leistungsprüfstand, etwa bei einem Messtag beim Händler, steht am Ende im Idealfall dieselbe Zahl wie im Sommer. Gemessen wird an einem kühlen Tag zwar mehr, doch der Prüfstand rechnet das Ergebnis auf Normwetter zurück.
Auf einem sauberen Ausdruck steht, nach welcher Norm korrigiert wurde, dazu Temperatur und Luftdruck am Messtag. Fehlt die Norm, ist die Zahl kaum vergleichbar. Die Korrektur erfasst auch den Luftdruck, denn an einem Tag mit tiefem Druck bekommt der Motor ebenfalls etwas weniger Luft. Nach DIN 70020 mit 20 Grad als Bezug und nach der Formel für das Datenblatt mit 25 Grad kommen für dieselbe Messung leicht unterschiedliche Werte heraus.
Für einen Vergleich vorher und nachher zählt: derselbe Prüfstand, dieselbe Norm und möglichst ähnliches Wetter. Sonst misst du am Ende die Jahreszeit.
Kalter Morgen, kalter Motor, kalte Reifen
Am meisten Luft bekommt der Motor in der kältesten Stunde, früh am Morgen. Ausgerechnet dann ist er noch kalt, und die Reifen sind es auch. Beim kalten Motor werden die Hersteller deutlich:
- KTM warnt für die 890 Adventure, hohe Drehzahlen bei kaltem Motor wirkten sich negativ auf seine Lebensdauer aus. Warmfahren sollst du ihn bei niedriger Drehzahl.
- Yamaha schreibt für die MT-09, mit kaltem Motor nie stark zu beschleunigen, um ihn zu schonen.
- BMW koppelt bei der R 1300 GS (Ausgabe 02.2023) den roten Bereich des Drehzahlmessers an die Kühlmitteltemperatur. Solange der Motor kalt ist, beginnt dieser Bereich bei niedrigerer Drehzahl.
Die Mehrleistung des kalten Morgens rufst du in den ersten Kilometern also besser nicht ab. Beachte immer die Freigaben und Angaben in deinem Fahrzeughandbuch.
Dazu kommen die Reifen. Ein kalter Reifen auf kaltem Asphalt hat weniger Grip als ein warmer, und im Herbst bleibt die Fahrbahn im Schatten lange kühl.
Sicherheitshinweis: Dreh an kalten Morgen das Gas am Kurvenausgang und beim Anfahren behutsam auf, bis Reifen und Motor warm sind.
Kommt die Kraft zu abrupt, kann das Hinterrad durchdrehen oder in Schräglage wegrutschen. Auf nassem Laub oder in einer schattigen, feuchten Kurve reicht dafür schon wenig.
Die zusätzliche Leistung läuft dir nicht weg, auch nach ein paar Kilometern mit warmem Motor und warmen Reifen ist sie noch da.
Im Juli fehlt dasselbe Stück wieder
Die Rechnung gilt auch rückwärts. An einem Nachmittag mit 30 Grad hat dein Motor nach denselben Formeln rund vier bis fünf Prozent weniger Leistung als an einem Morgen mit 5 Grad.
Bei Motoren mit Klopfregelung kann an heißen Tagen noch ein Verlust dazukommen. BMW führte eine solche Regelung 2004 mit der R 1200 GS ein. Melden Sensoren an den Zylindern klopfende Verbrennung, verstellt die Elektronik den Zündzeitpunkt in Richtung spät. Laut BMW greift die Regelung auch bei sehr hoher thermischer Belastung des Motors. Mit späterer Zündung gibt der Motor etwas weniger Kraft ab.
Wirkt die Maschine an einem heißen Tag etwas zäher, ist das allein noch kein Zeichen für einen Defekt. Ein Grund für die Werkstatt ist es, wenn sie ruckelt, schlecht anspringt oder die Warnleuchte für den Motor angeht.
Das Wetter spielt auch deinem Gefühl einen Streich. Fühlt sich die Maschine nach der Inspektion im Oktober kräftiger an als im August, kann das an der Luft liegen und nicht am frischen Öl.
Im Oktober leiht dir das Wetter ein paar PS. Im Juli holt es sie wieder ab.
❓ Häufige Fragen zu kalter Luft und Leistung
Hat ein Motorrad bei Kälte mehr Leistung?
Etwas mehr Leistung hat ein Motorrad bei Kälte tatsächlich, nur weniger, als die dichtere Luft erwarten lässt. Für 5 statt 25 Grad ergeben die üblichen Normformeln 3,5 bis 4,2 Prozent, obwohl die Luft gut 7 Prozent dichter ist. An einer Maschine mit 100 PS macht das 3,5 bis 4,2 PS aus.
Warum bringt kalte Luft dem Motor mehr Leistung?
Kalte Luft bringt mehr Leistung, weil sie dichter ist und pro Ansaugtakt mehr Sauerstoff in den Zylinder gelangt. Die Einspritzung erfasst die Temperatur der angesaugten Luft und gibt entsprechend mehr Kraftstoff dazu. So kann in jedem Arbeitstakt etwas mehr verbrennen.
Muss ich die Einspritzung im Herbst anders einstellen?
Einstellen musst du an einer Einspritzung im Herbst nichts. Sensoren messen unter anderem Temperatur und Druck der angesaugten Luft, das Steuergerät berechnet daraus Kraftstoffmenge und Zündzeitpunkt. Honda nennt es einen Vorteil seiner Anlage, dass sie sich von selbst an Temperatur und Höhe anpasst.
Warum merke ich auf der Autobahn nichts von der Mehrleistung?
Auf der Autobahn frisst der Fahrtwind die Mehrleistung, weil die dichtere Luft auch stärker bremst. Bei 130 km/h braucht die Maschine an einem Tag mit 5 Grad gut sechs Prozent mehr Leistung als bei 25 Grad. Das ist mehr, als der Motor gewinnt.
Zeigt der Leistungsprüfstand im Herbst mehr PS an?
Mehr PS zeigt ein Leistungsprüfstand im Herbst nur, wenn er ohne Korrektur misst. Üblich ist die Umrechnung auf Normwetter, nach DIN 70020 auf 20 Grad, für das Datenblatt auf 25 Grad. Vergleichen lassen sich zwei Messungen nur mit derselben Norm, am besten auf demselben Prüfstand.
Kann ich die Mehrleistung am kalten Morgen gleich nutzen?
Gleich nutzen solltest du die Mehrleistung am kalten Morgen nicht: Sie ist zwar da, aber Motor und Reifen sind noch kalt. KTM für die 890 Adventure und Yamaha für die MT-09 warnen vor hohen Drehzahlen und starkem Beschleunigen mit kaltem Motor. Auch die Reifen haben auf kaltem Asphalt weniger Grip, bis sie Temperatur haben.
Warum zieht mein Motorrad im Sommer schlechter?
Im Sommer zieht ein Motorrad schwächer, vor allem weil warme Luft dünner ist. Zwischen 5 und 30 Grad liegen nach den gängigen Formeln rund 4 bis 5 Prozent Leistung. Motoren mit Klopfregelung können bei Hitze zusätzlich etwas verlieren, wenn die Elektronik später zündet. Läuft die Maschine sonst sauber, ist das allein kein Zeichen für einen Defekt.
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