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V8-Motor (klassisch amerikanisch)


© Christian Thiemt


Der Zylinderblock

Ein amerikanischer V8-Motor hat immer noch einen Zylinderblock aus Grauguss. In einigen Fällen jedoch auch aus Aluguss. Einsatzgebiet hierfür ist hauptsächlich der Rennsport, sowie Hochleistungs- Straßenmotoren.
Der Zylinderwinkel ist immer 90°. Die 8 Zylinder sind in V-Form angeordnet, jeweils 4 Zylinder pro Bank. Dabei auffällig ist die um eine Pleuellagerbreite versetzte Anordnung der 2 Zylinderbänke zueinander.
In den USA werden zwei Blockgrößen unterschieden, 'small blocks' und 'big blocks'. Die Unterschiede zwischen beiden beziehen sich rein auf die äußeren Abmessungen des Zylinderblocks. Dabei kann auch der Hubraum eines 'small blocks' bis über 7 Liter betragen. Die einzelnen Hubräume sind also von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.



Kurbeltrieb


Das Herzstück jedes Motors ist die Kurbelwelle. Sie überträgt das erzeugte Drehmoment über eine drehende Bewegung der Schwungscheibe weiter auf den Antriebsstrang (Kupplung/Wandler). Für den Hubraum des Motors ist die Kurbelwelle von entscheidender Bedeutung, da sie die zweite Variable enthält, aus denen sich der Hubraum zusammensetzt, den Hub. Dies ist der doppelte Abstand zwischen Mittelpunkt Hauptlager und Mittelpunkt Pleuellager.
Wie der Block werden auch Kurbelwellen gegossen, im Bedarfsfall auch geschmiedet. Besonders stark beanspruchte werden aus 4340 300M Stahl aus dem Flugzeugbau hergestellt. Diese werden nicht in eine Form gegossen, sondern aus einem Stahlzylinder gedreht. Dieses Verfahren ist nicht nur aufwendig, sondern auch teuer.


Kurbelwelle mit Hauptlager (1), Pleuellager (2) und Ölbohrungen (3)

Eine V8 Kurbelwelle ist 5-fach gelagert (5 Hauptlager) und hat 4 doppelte Pleuellager (2 Pleuel/Lager). Dabei laufen die zusammen gelagerten Pleuel in gegenüberliegenden Zylindern. Deshalb die schon angesprochene versetzte Anordnung der Zylinderbänke. Um für genügend Schmierung zu sorgen, verlaufen die Ölkanäle diagonal durch Haupt- und Pleuellager (siehe Zeichnung).

Pleuel

Ölkanäle (1) und Feinwuchtgewichte (2)


Pleuel bestehen aus Stahlguss, je nach Einsatzbereich in verschiedenen Härten. Um Risse durch Überbeanspruchung in der Oberfläche zu vermeiden, sind diese geglättet bis poliert. Das obere Pleuelauge kann auf einem gepressten Kolbenbolzen gleitend gelagert sein oder mit einem schwimmend gelagerten fest verbunden sein. Im ersten Fall rechts und links ein Sicherungsring üblich.

Kolben



Kolben 7,2l big block © C.Thiemt

Der Kolben wird aus einer Aluminium/Silizium-Legierung gegossen und anschließend in Form gedreht. Aluminium wird verwendet, um zum einen Stabilität zu gewährleisten, vor allem aber um Gewicht zu sparen. Dies reduziert die Reibung an den Zylinderwänden und entlastet den gesamten Kurbeltrieb. Das Gewicht eines durchschnittlichen Kolbens beträgt ca. 590 Gramm (Werte eines 5,9l small blocks).
Der Kolben definiert die Kompression eines Motors durch den Abstand vom Kolbenboden zum Zylinderkopf.

Zylinderkopf




Grauguss-Köpfe mit polierten Brennräumen und vergrößerten u. polierten Kanälen
© C.Thiemt

Der V8 Motor hat natürlich zwei davon, auf jeder Bank einen. Serienmäßig werden diese noch immer aus Grauguss hergestellt. Aluköpfe sind jedoch für den Hochleistungsbedarf zu haben. Der traditionelle V8 hat 2 Ventile pro Zylinder, also 8 in Reihe liegende Ventile pro Zylinderkopf. Ein- und Auslasskanäle befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten. Die Einlässe gehen zur Mitte des Motors, Auslässe zur Seite.

Ventiltrieb



© C.Thiemt

Der Ventiltrieb besteht aus mehreren Elementen. Zum einen die Nockenwelle als Gehirn des Ganzen. Weiter die Stößel, Stößelstangen, Kipphebel, sowie das Ventil mit Ventilfeder und Federteller.

Nockenwelle



Chrysler Nockenwelle (242°/0,412" Hub) © C.Thiemt

Sie bestimmt, wann das Ventil geöffnet bzw. geschlossen wird. Dies passiert durch 16 Nocken, die durch die drehende Bewegung Stößel und Stößelstange nach oben drücken. Wie die Kurbelwelle ist sie 5-fach gelagert. Durch eine Steuerkette ist sie mit der Kurbelwelle verbunden.

Das Übersetzungsverhältnis:
2 Umdrehungen der Kurbelwelle entsprechen 1 Umdrehung der Nockenwelle.
Am hinteren Ende sitzt der Antrieb für die Ölpumpe bzw. Verteiler.

Stößel und Stößelstangen



© C.Thiemt

Es gibt 3 Arten von Stößeln: mechanische, hydraulische und Rollenstößel. Die Besonderheit an Rollenstößeln ist, dass Nockenwellen mit sehr steilen Rampen verwendet werden können. Dadurch entsteht mehr Leistung, weil das Ventil länger geöffnet bleibt, sowie weniger Verschleiß und ruhigerer Motorlauf. Die Stößelstangen werden aus Chrom-Molybdän Stahlhergestellt und verbinden Stößel mit den Kipphebeln.

Kipphebel und Ventile


Auch sie sind in verschiedenen Arten und Qualitäten erhältlich. Am meisten verbreitet sind Rollen-Kipphebel, die das Ventil weniger verschleißen lassen und mehr Leistung erzeugen. An Materialien stehen Stahl oder auch Aluminium zur Verfügung.


Auslassventil eines 5.9l small blocks © C.Thiemt

Die Ventile sind hauptsächlich aus Edelstahl hergestellt. Ein V8 hat 16 Stück, wobei die Einlässe deutlich größer sind als die Auslässe.


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