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Kurbeltrieb 4


In der Formel 1 verwendeter Kolben . . .


Der Hubraum setzt sich natürlich aus der Summe der Einzelhubräume zusammen. Wir wollen auf unseren Webseiten so lange wie möglich auch Bohrung und Hub angeben. Warum? Um dem Ursprung der Motoren nachzuspüren. Dazu vielleicht ein Beispiel: Da kommt der Jeep Renegade mit einem Vierzylinder und 1.332 cm3 Hubraum, diesmal sogar als PlugIn Hybrid Electric Vehicle daher. Gerade haben wir über den Mercedes A 250e berichtet, ebenfalls ein PHEV.

Was auffällt, beide werden exakt mit dem gleichen Hubraum angegeben. Sollten sie den gleichen Motor haben? Aber der Mercedes-Motor ist eigentlich von Renault und Chrysler auf dem Weg zu einer Partnerschaft mit PSA. Das passt also irgendwie nicht. Deshalb kurz Bohrung und Hub gecheckt: beim Mercedes 72,2 mm * 81,4 mm und beim Jeep 70,0 mm * 86,5 mm. Es ist also nicht der gleiche Ursprungsmotor.

Und wie kommt es zu dieser merkwürdigen Übereinstimmung? Warum beide 32 cm3 über 1300 bleiben, wissen wir auch nicht. Das ist ungünstig bei eventuell noch vorhandener Hubraumsteuer. Für Sporteinsätze u.U. auch, aber die sind wohl auch nicht geplant. Aber die ca. 330 cm3 Einzelhubraum, die gelten als so etwas wie ein Idealmaß, erstaunlicherweise viel besser angesehen als die viel praktizierten 500 cm3.

Sie mögen daran erkennen, welchen Spielraum man bei der Konstruktion eines völlig neuen Motors hat. Allerdings wurde der früher des Öfteren genutzt, um mit möglichst wenig Aufwand verschiedene Leistungsstärken anzubieten. Da war eine Hubraumerhöhung oft günstiger als der Übergang von einem Einfach- zu einem Doppel- oder Registervergaser. Allerdings wurde meist der Hub beibehalten, weil dessen Änderung dann doch ins Geld schlug.

Gefragt war also ein hubraumkleiner Grundmotor mit allerdings einem großen Stichmaß. Damit ist der Abstand der Mittellinien benachbarter Zylinder gemeint. Zieht man von dem die Bohrung ab, bleibt das reine Material zwischen den Zylindern übrig. Viel weniger als 5 mm sollten es nicht sein, natürlich auch ein wenig abhängig von der Belastung. Auch auf die Kühlkanäle ist zu achten, die zumindest jetzt nicht mehr direkt zwischen die Zylinder passen.


Also, man wählt bei einer von unten an konzipierten Motorenfamilie das Stichmaß so, dass man die Bohrung noch erweitern kann. Es hat in der Geschichte zahllose Beispiele gegeben, wo man eben nicht bestimmte Erweiterungen des Hubraums eingeplant hatte, z.B. Ferrari beim ersten Zwölfzylinder. Das ist auch darin begründet, dass man so einen Motor so kurz und so leicht wie möglich haben will, besonders den schwächeren.

Hat man also die Grenze im Stichmaß erreicht, bleibt zunächst einmal nur die Hub-Vergrößerung. Also muss eine neue Kurbelwelle her mit mehr Mittenabstand zwischen Haupt- und Pleuellager (Bild unten). Kostengünstig und zugleich kurios wird es, wenn man das Pleuellager so exzentrisch abdreht, dass sich ein größerer Mittenabstand ergibt. Sie ahnen es schon, mehr Hubraum bei gleichzeitiger Schwächung der Pleuellager ist nicht gerade optimal.


Also muss eine neue Kurbelwelle her, gleichzeitig für diese auch genügend Platz geschaffen werden. Das ist dann beinahe eine Neukonstruktion. Jetzt erklärt sich Ihnen vielleicht, warum in der Vergangenheit manche Konstruktionen mit z.B. vier Zylindern in Reihe die theoretisch vielleicht möglichen Zweiliter nie erreicht haben. Da ist dann doch die andere Bestückung mit Vergasern bzw. ein höheres Drehzahlniveau kostengünstiger.

Wegen des bisweilen schwer zu erreichenden Ziels hat sich die Forderung: 'Hubraum ist durch nichts zu ersetzen' so lange gehalten. Im Prinzip bis die Aufladung kam, allerdings mit dem Nachteil beim Kompressor mit dem höheren Verbrauch und beim Turbolader mit einer Verzögerung bei der Beschleunigung von unten heraus. Wenn nicht die E-Technik hier eine Lösung bereithielt, wäre dies Forderung auch heute noch gültig.

Wir können das Thema 'Bohrung und Hub' unmöglich verlassen, ohne die Extreme angeschaut zu haben. Da hätten wir zunächst Lkw-Motoren anzubieten, leicht zu begleiten, weil neuerdings fast ausschließlich sechszylindrig bis hinauf zu sagen wir 16 Liter Hubraum. Jetzt könnten wir, um besser rechnen zu können, einfach einmal 150 mm für Hub und Bohrung annehmen und würden gleich einen Treffer landen: 15.896 cm3.

Schön wärs, aber auch hier ist wieder zu beachten, dass ein Lkw-Motor mit sehr geringen Motordrehzahlen für seine Größe extrem spritsparend betrieben wird und sich trotzdem keine Blöße beim Beschleunigen seiner mit Ladung großen Masse geben darf. Also ist eher mehr Hub als Bohrung angesagt. Sie können ja einmal ein wenig puzzeln.

Umgekehrt ist es bei der Formel 1. Hier hat es in der Vergangenheit die extremen Drehzahlen bis fast an die 20.000/min gegeben. Um die Kolbengeschwindigkeit überhaupt noch beherrschbar zu halten, war hier eine mindestens doppelt so große Bohrung im Vergleich zum Hub üblich. Nehmen Sie also etwas weniger als 100 mm für die Bohrung und weniger als 50 mm für den Hub, dann kommen Sie bei einem Achtzylinder ungefähr auf die lange gültigen 3 Liter Hubraum.

Und Sie sehen, mit diesen Daten in der Formel für die mittlere Kolbengeschwindigkeit sind wir beim etwa Doppelten, was lange Zeit als Maß aller Dinge für Serienmotoren galt. Unglaublich, wie die Mechanik das ausgehalten hat. Man hat keinen Aufwand gescheut und zur Qualifikation auch noch extra starke Motoren eingesetzt. Kein Wunder, dass denen irgendwann die Kosten zu viel wurden.







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