RAC Horsepower (auf Deutsch: RAC-Pferdestärke), häufig abgekürzt als RAC h.p.,In den meist englischsprachigen Quellen wird der Begriff „Horsepower“ damals wie heute unterschiedlich abgekürzt; alternativ gebräuchlich sind die Groß- und Kleinschreibung sowie Abkürzungen mit und ohne Punkte. Auf den Zusatz RAC wird in der abgekürzten Form mitunter verzichtet. ist eine veraltete Maßeinheit für die Leistung von Hubkolben-Verbrennungsmotoren. Sie wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von dem britischen Royal Automobile Club (RAC) speziell für Kraftfahrzeuge entwickelt und war über Jahrzehnte im gesamten britischen Staatsgebiet einschließlich der britischen Kolonien und später im gesamten Commonwealth gebräuchlich. Eine artverwandte Entsprechung im deutschsprachigen Raum war am ehesten die Maßeinheit Steuer-PS.
Überblick mini|Das traditionsreiche Vereinsabzeichen des britischen Royal Automobile Club
Die im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts neu geschaffene Maßeinheit diente vorrangig im Vereinigten Königreich Großbritannien und Irland sowie den Nachfolgestaaten der Vereinheitlichung und half, Leistungsangaben von Verbrennungsmotoren besser miteinander vergleichen zu können. Die Berechnungsformel berücksichtigte explizit allein die Zylinderbohrung und die Zylinderanzahl; unberücksichtigt blieben hingegen, jedenfalls auf den ersten Blick, der Kolbenhub und die Drehzahl. Anfänglich stimmten die abstrakt ermittelten Werte noch weitgehend mit der tatsächlichen Motorleistung überein. Mit Verbesserungen vor allem bei den Verbrennungsvorgängen, der Treibstoffqualität und höheren Drehzahlen wich die tatsächliche Motorleistung in der Folgezeit jedoch immer stärker nach oben von dem abstrakten Wert der RAC Horsepower ab.
Gleichwohl setzte sich die neue Maßeinheit ab etwa 1909 zunehmend gegen konkurrierende Berechnungsmethoden anderer Vereine und Verbände durch. Bis in den Ersten Weltkrieg hinein übernahmen manche Organisatoren von britischen Motorsportveranstaltungen die Maßeinheit und bestimmten hiernach ihre Rennklassen. Von 1910 bis Januar 1947 wurde die britische Kraftfahrzeugsteuer anhand der RAC Horsepower erhoben.
Viele britische Hersteller leiteten aus dem RAC-Horsepower-Wert die Modellbezeichnungen ihrer Kraftfahrzeuge ab, im weiteren Verlauf auch zunehmend durch eine Kombination aus RAC Horsepower und tatsächlicher Leistung in der beispielhaften Form „16/60“. Manche dieser Modellbezeichnungen hielten sich aus Tradition bis in die frühen 1970er-Jahre oder wurden gar nach ihrer zwischenzeitlichen Aufgabe ab Mitte der 1950er-Jahre wiederbelebt.
Weil die Berechnungsformel des RAC den Kolbenhub – vermeintlich – unberücksichtigt lässt, wird sie vielfach für einen bis in die 1960er-Jahre hinein technisch rückständigen britischen Motorenbau verantwortlich gemacht. Sowohl die Änderungen der an der RAC Horsepower ausgerichteten Kraftfahrzeugsteuer als auch deren Ablösung führten in Großbritannien mehrfach zu einem raschen Aufstieg oder Niedergang einzelner Automobilmarken.
Geschichtlicher Hintergrund mini|hochkant=1.1|Die repräsentative, beinahe 70 Meter lange Front des Gebäudes 89–91 Pall Mall, London, seit 1911 Hauptsitz des britischen Royal Automobile Club
Am 10. August 1897 gründete Frederick Richard Simms in London den Automobile Club of Great Britain, der 1907 durch königlichen Erlass Edwards VII. in The Royal Automobile Club (RAC) umbenannt wurde.Übersicht über die Geschichte des britischen Royal Automobile Club auf dessen Webseite royalautomobileclub.co.uk, abgerufen am 12. Juni 2016 (englisch). Verlässliche Leistungsprüfstände für Verbrennungsmotoren waren zu dieser Zeit noch nicht verbreitet beziehungsweise leicht zu handhabende Geräte noch nicht erfunden. Die zeitgenössischen Kraftfahrzeughersteller nutzten daher unterschiedliche Messverfahren und Berechnungsmethoden, um die Motorleistung zu bestimmen.
Die Vielfalt der Methoden und Verfahren führte in der Praxis zu widersprüchlichen Ergebnissen. Manche Hersteller neigten dazu, sich bei den Leistungsangaben aus Marketinggründen gegenseitig zu überbieten; andere setzten die Leistung bewusst niedrig an, damit ihre Personenwagen nicht in die Kategorie der regulären Automobile fielen, sondern in diejenige der kleineren, in mehrfacher Weise privilegierten Cyclecars. Für sie galten bestimmte Gewichts-, zeitweilig auch zusätzliche Hubraum- und Leistungsgrenzen. Dadurch ließen sich die Leistungsangaben der Hersteller oft nur schwer miteinander vergleichen.
Der RAC – zunächst noch als Automobile Club of Great Britain and Ireland – reagierte hierauf 1906 und führte eine neue abstrakte Formel zur Bestimmung der Motorleistung von Hubkolben-Verbrennungsmotoren sowie eine neue Maßeinheit ein, die mit der Umbenennung des Clubs 1907 als RAC Horsepower bekannt wurde.Jonathan Wood: The Enthusiast’s Guide to British Postwar Classic Cars. Osprey Publishing Limited, London, 1980, ISBN 0-85045-377-1, Seite 19 (englisch).
Die Berechnungsformel mini|Ein früher hydraulischer Leistungsprüfstand von Heenan & Froude von 1937
Die Formel des RAC berücksichtigt explizit allein die Zylinderbohrung und die Zylinderanzahl eines Hubkolben-Verbrennungsmotors. Nicht ausdrücklich erscheinen in ihr der Kolbenhub und die Drehzahl des Motors. Die Formel lautet:
Seite 2 des Red Book für das Jahr 1914, wiedergegeben auf dem Webportal gracesguide.co.uk, abgerufen am 12. Juni 2016 (englisch).Hintergründe zur RAC Horsepower auf dem Webportal austin7.org, abgerufen am 13. Juni 2016 (englisch).
Hierbei ist d der Durchmesser der Zylinderbohrung in Inch (= Zoll) und n die Anzahl der Zylinder; der Divisor 2,5 ist eine damals für sachgerecht erachtete Konstante, die mittelbar mehrere Faktoren erfasst wie den damals üblichen Arbeitsdruck im Zylinder während der Verbrennung, die damals übliche Kolbengeschwindigkeit und den damals üblichen Wirkungsgrad.
Die Formel war einfach zu handhaben, da die Zylinderzahl leicht festzustellen und der Durchmesser der Zylinderbohrung vergleichsweise einfach zu überprüfen war. Hingegen verzichtete der RAC in der Formel auf den schwerer zu ermittelnden Kolbenhub und ein umständliches Rechnen mit der – irrationalen – Kreiszahl (Pi). Das größte Manko der RAC-Formel war jedoch, dass die konkrete Motordrehzahl unberücksichtigt blieb. Als die Motorenkonstrukteure in den folgenden Jahren und Jahrzehnten in immer höhere Drehzahlbereiche vorstießen, erhöhte sich zunehmend die Diskrepanz zwischen tatsächlicher Leistung und den abstrakten RAC-Leistungswerten.
Zu der – jedenfalls aus heutiger Sicht – willkürlich erscheinenden Zahl 2,5 verwies der RAC darauf, „dass sie sich für Vergleichszwecke als ziemlich und ausreichend genau herausstellen wird“, „so dass die Allgemeinheit zu einer ungefähren Stärke von Motoren im Vergleich zu anderen gelangen könne“. Jedoch betonte der Club von Beginn an, dass das RAC Rating „nicht als eine genaue oder wissenschaftliche Berechnung der tatsächlichen Pferdestärken zu betrachten“ sei. Eine feste Umrechnung von RAC h.p. in Kilowatt oder DIN-PS ist daher nicht ohne weiteres möglich.
Neben der obigen Formel finden sich in Veröffentlichungen gelegentlich auch andere Darstellungen, die durch einfache mathematische Umformung erlangt werden können.
Die Formel mit dem Divisor 2,5 bezieht sich ausdrücklich auf die Motorleistung am Schwungrad bei einer in Inch angegebenen Zylinderbohrung. Bei Angabe der Zylinderbohrung in Millimeter sollte durch 1613 geteilt werden (mathematisch korrekt wäre eigentlich 2,5 × 25,4² = 1612,9). Um die Leistung zu ermitteln, die tatsächlich von den Antriebsrädern auf die Straße übertragen wird, wurde (bei Angabe in Inch) der Divisor 3 genannt; demnach ging der RAC in den ersten beiden Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts von einem üblichen Leistungsverlust insbesondere durch Reibungswiderstände im Bereich der Kupplung, des Getriebes, der Kardanwelle beziehungsweise der Antriebskette, des Differentials und Ähnlichem in beachtlicher Höhe von etwa 16,67 Prozent aus.
Dieselbe Ausgangsformel nutzte ab etwa 1908 auch die US-amerikanische Vereinigung Association of Licensed Automobile Manufacturers (A.L.A.M.) sowie deren Nachfolgeorganisation National Automobile Chamber of Commerce (N.A.C.C.).Die Einheit A.L.A.M. Horsepower auf der Webseite sizes.com, abgerufen am 12. Juni 2016 (englisch). Nach einer anderen Quelle hatte die A.L.A.M. diese Formel bereits 1905 entwickelt, nachdem sie die Motordaten ihrer Mitgliedsunternehmen ausgewertet hatte; ihr waren zwar nur rund die Hälfte der US-amerikanischen Automobilhersteller angeschlossen, darunter allerdings vor allem die als modern und fortschrittlich geltenden. Hiernach war der britische RAC jedoch diejenige Organisation, die die Formel näher auf Plausibilität hin untersucht hatte, befürwortete und als erste anwendete.Robert D. Dlouhy: American Automobiles of the Brass Era: Essential Specifications of 4000+ Gasoline Powered Passenger Cars, 1906–1915, with Statistical and Historical Overview. McFarland & Company, Inc., Publishers. Jefferson, North Carolina, Vereinigte Staaten und London, Vereinigtes Königreich, 2013. ISBN 978-0-7864-7136-2, Seiten 35 f. (englisch).
Abstrakte Leistungsermittlung und Vergleichbarkeit als ursprüngliche Ziele mini|hochkant=1.2|Moderner Motorenprüfstand des japanischen Herstellers Horiba mit eingespanntem Hubkolben-Verbrennungsmotor zur Messung der die Leistung bestimmenden Faktoren Drehzahl und Drehmoment (etwa 2007)
Der Royal Automobile Club sowie alle übrigen Institutionen, die sich das Ziel gesetzt hatten, die Leistung eines Verbrennungsmotors zu bestimmen, standen Anfang des 20. Jahrhunderts vor mehreren Problemen. Zum einen waren noch keine hinreichend genauen, leicht zu bedienenden und kostengünstigen Motorenprüfstände zur Ermittlung der physikalischen Einheit Pferdestärke verbreitet. Zum anderen war nicht einmal eindeutig geklärt, ob die Leistung (als Brems-PS) an der Schwungscheibe des Motors oder besser an den Antriebsrädern gemessen werden sollte; alternativ kam die in den Zylindern erbrachte Leistung (indizierte Leistung) in Betracht. Ebenso unklar war, wie eine Pferdestärke als Einheit der Leistung konkret definiert werden sollte.
Die heute skurril anmutende Idee, die Leistung anhand bestimmter weniger Kenndaten eines Verbrennungsmotors mathematisch ermitteln zu wollen, gegebenenfalls auch nur zu Vergleichszwecken, war deshalb aus damaliger Sicht durchaus naheliegend. Dabei entstanden unterschiedlichste Formeln, die teils mehr, teils weniger Rechenaufwand erforderten. In den ersten Jahren der Motorisierung bis hinein in die 1920er-Jahre lieferten sie teils recht genaue, teils weniger genaue Näherungswerte für die tatsächliche Leistung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Motorleistung selbst von Oberklasse- und Rennsportfahrzeugen vielfach nur in einem Bereich bis etwa 60 PS/44 kW lag. Geringfügige Abweichungen bei den Formeln fielen daher zunächst kaum ins Gewicht; hinzu kamen größere Leistungsunterschiede im Rahmen der Serienstreuung durch vergleichsweise große Fertigungstoleranzen, schwankende Materialqualität und einfache Bearbeitungsmethoden.
Noch 1914 wurden dem britischen Kraftfahrzeugliebhaber in Veröffentlichungen verschiedene Formeln vorgestellt, anhand derer er die Motorleistung näherungsweise überprüfen konnte: So stellt das sogenannte Red Book von 1914, eine frühe Form eines Automobilkatalogs, folgende Formeln vor:
Brems-PS = Hubraum in Liter × Höchstdrehzahl × 0,0064; PS = Zylinderbohrung² × Kolbenhub × Zylinderzahl × Drehzahl / 12.000 (Maße in Inch); PS = (Zylinderbohrung + Kolbenhub)² × Zylinderzahl / 6500 (Maße in Millimeter).
Recht verbreitet und beliebt, jedoch etwas aufwendiger zu berechnen war die Formel der britischen Society of Motor Manufacturers:
Brems-PS = Bohrung × (Bohrung - 1) × (2 + Hub/Bohrung) × Zylinderzahl / 5 (Maße in Inch)