Der Mitteldruck wird also über alle Takte ermittelt. Er kann dadurch gesteigert werden, dass mehr Druck z.B. durch eine bessere Füllung möglich wird. Es kann aber auch einer der abzuziehenden Drücke vermindert werden, z.B. durch eine feinere Abgasführung, die für weniger Abgasgegendruck sorgt. Schafft man es, bei kleinerem Hubraum für etwa gleiche oder sogar bessere Druckverhältnisse zu sorgen (Downsizing), dann wird dadurch ebenfalls der Mitteldruck gesteigert.

Sie ahnen es, dieser Druck hängt unmittelbar mit der Leistung des Verbrennungsmotors zusammen, genauer gesagt der inneren oder indizierten Leistung:

Haben Sie bemerkt, es ist nicht ganz die Gleichung, die wir schon hatten. Aus dem 'p' ist ein 'pi' (eigentlich 'pmi' für 'mittlere') geworden. Die innere Leistung ist also abhängig vom Mitteldruck, dem Hubraum und der Drehzahl. Zur Leistungssteigerung wird also immer mindestens einer dieser Parameter gesteigert.

Für die indizierte Leistung ist dieser letzte Satz sicher richtig, für die effektive nicht. Ganz einfaches Beispiel: Wenn Sie es schaffen, durch Beschichtung der Kolben diese leichter über die Zylinderlaufbahnen gleiten zu lassen, haben Sie auch eine, wenn auch minimale Leistungssteigerung. Aber wo taucht diese rechnerisch auf?

Dazu müssen wir den Wirkungsgrad bemühen. Der vergleicht sozusagen die indizierte mit der effektiven Leistung. Man könnte ihn auch als Maßstab für die Effizienz des ausgeführten Motors nehmen. Denn die Differenz zwischen beiden Werten ist das, was von der theoretisch möglichen Leistung durch Verluste bei deren Realisierung verloren geht.

Jetzt könnte man auf die Idee kommen, die abgeführte von der zugeführten Leistung abzuziehen. Dann hätten zwei Motoren, einer mit 1000 kW und ein anderer den gleichen Wirkungsgrad, wenn sie beide jeweils 50 kW verliert würden. Das kann ja wohl nicht angehen, weil man dabei den viel besseren ersteren Motor zu wenig würdigt. Außerdem hätte dann der Wirkungsgrad die Einheit 'kW'.

Der Wirkungsgrad entsteht vielmehr durch Division der geringeren Ausgangsleistung durch die höhere Eingangsleistung. Er ist deshalb stets kleiner als 1 und dimensionslos. Sie können den so errechneten Betrag sogar mit 100 multiplizieren und erhalten den Prozentsatz, in diesem Fall der noch am Ausgang übrig bleibenden Leistung. Wirkungsgrade gibt es überall auf dem Weg vom Motor zum Antriebsrad.

Man kann von der im Kraftstoff gespeicherten Energie ausgehen. Aber ich warne Sie, das ist auch bei unseren heutigen Motoren etwas enttäuschend. Nehmen wir den Prüfstands-Dieselmotor des vorigen Kapitels, der mit 220 g/kWh Verbrauch bei 100 kW Dauerleistung schon recht günstig war. Der hat dann pro Stunde 200 g/kWh mal 100 kW = 22.000 g = 22 kg Kraftstoff verbraucht.

Die im Kraftstoff gespeicherte Energie drückt sich im Heizwert aus, der bei Dieselkraftstoff 42.800 kJ/kg beträgt. Multipliziert mit den 22 kg des Verbrauchs pro Stunde ergibt das 941.600 kJ. Jetzt müssen Sie nur noch die Umrechnung von kJ in Watt kennen:

Also teilen wir die 941.600 kJ durch 3,6 und erhalten 261 kW. So viel Leistung steckte in dem in einer Stunde verbrauchten Kraftstoff. 261 kW gingen rein, 100 kW kamen raus, was einen Wirkungsgrad von 0,383 (ca. 38 Prozent) ergibt. All die schöne Energie weg durch Wärme für Kühlung und Abgas sowie durch Bewegung für Abgas. Letztlich werden übrigens alle Verluste zu Wärme.