25.02.2003
MOTORRAD

Kurbelwelle: Funktion Kurbelwelle: Funktion

Die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors setzt die geradlinige Auf- und Abbewegung des Kolbens im Zylinder in eine Drehbewegung um und leitet diese über den Primäranrtieb an die Kupplung und das Getriebe weiter.

Die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors setzt die geradlinige Auf- und Abbewegung des Kolbens im Zylinder in eine Drehbewegung um und leitet diese über den Primäranrtieb an die Kupplung und das Getriebe weiter.


Kolben und Kurbelwelle sind über das Pleuel miteinander verbunden. Am oberen Ende ist das Pleuel im Kolben gelagert, das untere Ende des Pleuels greift am Hubzapfen der Kurbelwelle an. Der Hubzapfenversatz, das heißt der Abstand des Hubzapfens von der Kurbelwellenmitte, bestimmt den Hub des Kolbens (siehe auch "Hubraum").

 

Die Kurbelwangen, zwischen denen der Hubzapfen sitzt, sind als Ausgleichsgewichte ausgebildet, um die rotierenden Massen von Hubzapfen und unterem Teil des Pleuels, sowie die oszillierenden Massen des oberen Pleuelteils und des Kolbens zu kompensieren und somit Vibrationen zu verhindern. Die Kurbelwelle ist über die sogenannten Hauptlager im Motorgehäuses gelagert. Über den Primärantrieb gibt sie die Motorleistung an die Kupplung und das Getriebe weiter. Manchmal ist eine der Kurbelwangen als Zahnrad für den Primärantrieb ausgebildet. Bei Viertaktmotoren treibt die Kurbelwelle zudem die Nockenwellen an.


Bei fast allen Mehrzylindermotoren sind die einzelnen Hubzapfen gegeneinander versetzt angeordnet. Eine Ausnahme machen nur echte V-Motoren, bei ihnen lagern beide Pleuel auf nur einem Hubzapfen.


Selbst die Hubzapfen eines gleichläufigen Viertakt-Paralleltwins bezeichnet man als gegeneinander versetzt. Da ein solcher Gleichläufer abwechselnd alle 360 Grad Kurbelwellenumdrehung zündet, spricht man hier von 360 Grad Hubzapfenversatz. Für einen besseren Massenausgleich sorgt bei einem Reihenzweizylinder jedoch ein Hubzapfenversatz von 180 Grad.


Diese als Gegenläufer bezeichnete Bauart wurde früher wegen der ungleichmäßigen Zündabstände von 180 und 540 Grad und des daraus resultierenden unrunderen Motorlaufs vermieden. Bei den modernen, hochdrehenden Motoren kommt dem vibrationsmindernden Massenausgleich jedoch eine höhere Bedeutung zu als früher.


Der zur Vermeidung von Vibrationen ideale Hubzapfenversatz eines Zweizylindermotors folgt der Formel: 180 Grad minus zweimal Zylinderwinkel gleich Hubzapfenversatz.


Gegenläufer, Boxermotoren und 90-Grad-V-Twins produzieren nur geringe Vibrationen, die freien Massenkräfte heben sich bei ihnen weitgehend auf. Nicht alle V-Motoren laufen jedoch vibrationsarm. Sobald der Zylinderwinkel von 90 Grad abweicht, produziert auch ein echter V-Motor, bei dem beide Pleuel auf einem Hubzapfen angreifen, Vibrationen. Harley-Motoren mit 45 Grad Zylinderwinkel sind Beispiele dafür.


Dieses Problem kann mit Hilfe eines unechten V-Motors umgangen werden. Dabei arbeiten die beiden Pleuel auf zwei gegeneinander versetzten Hubzapfen. Der Motor der Honda NTV 650 mit 52 Grad Zylinderwinkel hat um 76 Grad versetzte Hubzapfen (vgl. mit Formel oben: 180 - 2x52 = 76).

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Foto:  

Unechter V-Motor, da Hubzapfenversatz:
1. Kurbelwange
2. Hubzapfen

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Foto:  

1. Einzylinder
2a. Paralleltwins als Gleichläufer
2b. Paralleltwins als Gegenläufer
3. echter V-Motor mit nur einem Hubzapfen
4. Boxermotor mit 180 Grad Hubzapfenversatz
5. Reihenvierzylinder mit jeweils 180 Grad Hubzapfenversatz


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