Kurbelwelle: Wozu dient sie und welchen Kräften muss sie standhalten?
Die Kurbelwelle ist der mechanische Teil eines Verbrennungskolbenmotors, der die geradlinige Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehbewegung umwandelt. Es ist der Grundbestandteil des Kolbenverbrennungsmotors.
In diesem Artikel beleuchten wir die Funktion der Kurbelwelle, woraus sie besteht und was sie aushalten muss.
Inhalt
Kurbelwelle: Wie funktioniert es?
Die Kurbelwelle besteht aus kurzen zylindrischen Stiften, die durch Arme verbunden sind. Die Stifte auf der Drehachse der Welle werden Kurbelzapfen genannt und verbinden die Kurbelwelle mit der Pleuelstange für jeden Zylinder.
Pleuel: Welche Funktion hat es?
Die Kurbelwelle ist mit dem Schwungrad verbunden und gleicht den unregelmäßigen Betrieb des Kolbenmotors aus. An die Kurbelwelle kann jedoch auch ein Drehschwingungsdämpfer angeschlossen werden, der Drehschwingungen und damit die Belastung der Lager und des Kurbeltriebs reduziert. Der Drehschwingungsdämpfer ist auf der dem Schwungrad gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle angebracht.
Drehschwingungsdämpfer: Wozu dient er?
Bei einigen Motoren, insbesondere solchen mit weniger Zylindern, ist es notwendig, die Kurbelwelle mit einem Gegengewicht oder einer Ausgleichswelle für das Rückstellgewicht jedes Kolbens und jeder Pleuelstange auszustatten, um das Gleichgewicht und die Kultur des Motors zu verbessern.
Motorkolben: Wie funktionieren sie?
Gegengewichte werden üblicherweise als Teil der Kurbelwelle gegossen, können aber auch mit dieser verschraubt werden.
Die Ausgleichswelle wiederum ist über ein Getriebe mit der Kurbelwelle verbunden. Während die Gegengewichte und die Ausgleichswelle das Gewicht der Kurbelwelle erheblich erhöhen, sorgen sie für eine bessere Balance des Motors und einen feineren Lauf.
Die Herstellung und Konstruktion der Kurbelwelle hängt von Folgendem ab:
- Typ des Kolbenverbrennungsmotors
- Bedingungen, unter denen der Motor betrieben wird
- Kurbelwellenabmessungen
Die Kurbelwelle kann aus einem Stück Material oder aus einzelnen, speziell angefertigten Teilen hergestellt werden, die durch Pressen, Schweißen oder Schrauben miteinander verbunden werden. Allerdings kommt bei Kolbenverbrennungsmotoren oft eine aus einem Stück gefertigte Kurbelwelle zum Einsatz.
Motorölklassifizierung erklärt
In den meisten Fällen verfügt die Kurbelwelle auch über interne Kanäle, durch die Motoröl fließt und so die Lager schmiert. Am häufigsten werden Gleitlager verwendet, die langlebiger sind und eine längere Lebensdauer haben als Kugellager, die nur sehr schwer auf der Welle zu montieren sind.
Die Kurbelwelle muss verschiedenen Kräften standhalten
- die Kräfte, die die Pleuel übertragen
- Kräfte, die durch ungenaue Fertigung, Verformung von Lagern entstehen
- Trägheitseffekte
- Torsionsschwingungen (Oszillation)
Woraus besteht eine Kurbelwelle?
Die Kurbelwelle kann aus geschmiedetem Stahl, Gusseisen, Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl oder Eisen bestehen. Eisenkurbelwellen werden hauptsächlich in günstigeren Motoren verwendet, deren Belastung geringer ist. Solche Motoren können auch mit einer Kurbelwelle aus Gusseisen ausgestattet sein. Die Hochleistungsversionen verwenden einen Schaft aus geschmiedetem Stahl.
Aufgrund des geringeren Gewichts und der kompakten Abmessungen bevorzugen viele Hersteller jedoch den Einsatz geschmiedeter Kurbelwellen.