Was ist ein Motorkurbelgehäuse (Zweck, Standort und Design)
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Das ungefähre Konzept eines Kurbelgehäuses ist jedem bekannt, der sich zumindest ein wenig mit dem Design eines Verbrennungsmotors (ICE) befasst hat. Doch viele glauben, dass sich darunter nur ein Teil verbirgt, der eigentlich Ölwanne genannt wird. Ein allgemeineres Konzept ist eher theoretisch, es handelt sich nicht um ein bestimmtes Teil oder eine bestimmte Baugruppe, sondern um den gesamten Raum des Motors, der sich unterhalb der Zylinder befindet.
Warum braucht ein Motor ein Kurbelgehäuse?
Bei den allermeisten Motoren dient das Kurbelgehäuse zur Unterbringung eines Ölbades und einer Reihe von Komponenten, die den Betrieb des Schmiersystems gewährleisten.
Da es jedoch ein ziemlich großes Volumen einnimmt, befinden sich darin viele andere Mechanismen:
- Kurbelwelle mit im Block eingegossenen Lagern und Montagebetten;
- Einzelheiten zum Belüftungssystem der während des Betriebs entstehenden Gase;
- Lippendichtungen an den Austrittspunkten des vorderen und hinteren Endes der Kurbelwelle;
- Druckhalbringe, die die Welle vor Längsverschiebung sichern;
- Ölpumpe mit Grobfilter;
- Ausgleichswellen, die den Kurbelmechanismus theoretisch unausgeglichener Motoren ausbalancieren;
- Düsen für zusätzliche Schmierung und Kolbenkühlung;
- Ölmessstab und Ölstandsensor.
Veraltete Untermotoren verwendeten außerdem eine im Kurbelgehäuse eingebaute Nockenwelle, und die Ventile wurden über Stößel in Form von Stangen angetrieben, die zum Kopf des Blocks führten.
Design
Normalerweise besteht das Kurbelgehäuse aus dem unteren Teil des Gussteils des Zylinderblocks und ist über die Ölwannendichtung mit diesem verbunden.
Es gibt aber auch komplexere Konstruktionen, bei denen von unten eine Zwischenplatte mit dem Block verschraubt wird, die die Lager der Kurbelwelle mit Hauptlagern abdeckt. Mit einer Verringerung der Masse des Blocks wird also eine zusätzliche Steifigkeit bereitgestellt, die für den langfristigen Betrieb der Kolbengruppe wichtig ist.
Dies ist besonders wichtig bei Motoren, die vollständig aus Leichtmetalllegierungen bestehen. Schon unmerkliche Blockverformungen führen zu ungleichmäßigem Zylinderverschleiß und Abrieb.
Die Ölpumpe ist am oder unterhalb des vorderen Endes der Kurbelwelle montiert. In diesem Fall wird sie über eine vom Kurbelwellenritzel getrennte Kette angetrieben. Balancer können in Schachtbetten platziert oder zu einem Monoblock mit einer unteren Ölpumpe kombiniert werden und so ein funktionell vollständiges Modul bilden.
Die Steifigkeit der Struktur wird durch gegossene Rippen und zusätzliche Leitbleche gewährleistet, in die Löcher eingebracht werden können, um Pumpverluste am Boden der Kolben zu reduzieren.
Die Wärmeabfuhr erfolgt durch Ölzirkulation, wobei die Pfanne manchmal auch aus einer Leichtmetalllegierung mit entwickelten Kühlrippen gegossen wird. Aber häufiger wird die Palette aus dünnem Stahl gestanzt, das ist billiger und zuverlässiger im Falle möglicher Stöße durch das Auftreffen auf Hindernisse.
Arten von Kurbelgehäusen
Je nach Motortyp können dem Kurbelgehäuse weitere Funktionen zugewiesen werden.
Kurbelgehäuse eines Zweitaktmotors
Bei Zweitaktmotoren dient das Kurbelgehäuse zur Vorverdichtung des Gemisches. Es wird während des Kompressionshubs im Zylinder in den Unterkolbenraum gesaugt.
Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens steigt der Druck unter ihm und sobald sich der Bypasskanal im unteren Bereich des Zylinders öffnet, strömt der mit Luft vermischte Kraftstoff in den Brennraum. Daher die Anforderungen an die Dichtheit des Kurbelgehäuses, das Vorhandensein eines Einlassventils und hochwertige Kurbelwellen-Fußabdichtungen.
Es gibt kein Ölbad und die Schmierung erfolgt durch Zugabe einer bestimmten Menge speziellem Zweitaktöl zum Arbeitsgemisch, das dann mit Benzin verbrennt.
Kurbelgehäuse eines Viertaktmotors
Bei einem Viertaktzyklus kann Kraftstoff nur dann in das Kurbelgehäuse gelangen, wenn eine Fehlfunktion auftritt. Unter normalen Bedingungen dient es der Speicherung des Ölbades, wohin es nach Durchlaufen der Kanäle und Reibpaare fließt.
Am Boden des Sumpfes befindet sich ein Öleinlass der Pumpe mit einem grobmaschigen Filter. Zwischen den Gegengewichten der Kurbelwelle und dem Ölspiegel ist ein gewisser Abstand einzuhalten, um Schaumbildung bei Kontakt zu verhindern.
Boxer-Kurbelgehäuse
Bei Boxermotoren ist das Kurbelgehäuse das Hauptantriebselement, das den gesamten Block versteift. Gleichzeitig ist es kompakt, was einen der Vorteile eines Automobil-Boxers bietet – eine geringe Gesamthöhe, die den Gesamtschwerpunkt des Autos reduziert.
Was ist Trockensumpf
Es ist nur unter statischen oder engen Bedingungen möglich, Öl in Form eines bis zu einem bestimmten Füllstand gefüllten Bades aufzunehmen. Sportwagen können so etwas nicht bieten, sie erfahren ständig starke Beschleunigungen in alle Richtungen, weshalb das Öl überallhin gelangt, aber nicht bis zum Ölpumpenbehälter am Boden der Ölwanne.
Daher erfolgt das Schmiersystem dort mit dem sogenannten Trockensumpf, bei dem das Öl nicht unten verweilt, sondern sofort von mehreren leistungsstarken Pumpen aufgenommen, von der Luft getrennt und zu den Verbrauchern gepumpt wird.
Das System wird viel komplizierter, aber es gibt keinen anderen Ausweg. Wie in der Luftfahrt, wo das Konzept von oben und unten möglicherweise überhaupt nicht existiert, muss das Triebwerk auch im Rückenflug funktionieren.
Typische Pannen
Das Hauptproblem beim Kurbelgehäuse besteht darin, dass es auf ein Hindernis trifft, woraufhin sich bestenfalls eine Delle auf der Palette bildet. Im schlimmsten Fall wird es reißen oder sich bewegen, der Motor verliert Öl und ohne Öl hat er nur noch wenige Sekunden zu leben.
Vor dem Fahrer auf der Instrumententafel leuchtet eine rote Anzeige auf. Anschließend müssen Sie den Motor sofort abstellen, ohne darauf zu warten, dass er sich in einen Monolithen verwandelt.
Manchmal kommt es vor, dass das Kurbelgehäuse nach dem Aufprall intakt ist, das Licht aber immer noch einen Druckabfall anzeigt. Dies bedeutet, dass die elastische Verformung der Ölwanne zum Bruch des Ölsammelrohrs führte, das häufig aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Die Pumpe saugt Luft an und das Schmiersystem fällt aus. Das Ergebnis ist dasselbe: Sie können ohne Reparatur nicht alleine umziehen.
Schutz des Motorkurbelgehäuses
Unabhängig von der Bodenfreiheit des Autos kann das Hindernis immer noch unüberwindbar sein. Um in jedem solchen Fall eine Evakuierung und Reparatur zu vermeiden, wird versucht, das Kurbelgehäuse zu schützen.
Bei Autos und Crossovers ist der Schutz vor Spritzern unter den Rädern im Gegensatz zu SUVs maximal. Plastikschilde helfen nicht beim Auftreffen auf einen Stein. Daher wird als Zusatzausrüstung ein starrer Metallschutz eingebaut.
Sie können es auch durchbrechen, aber mit Versteifungen und der Befestigung an einem Power-Hilfsrahmen funktioniert eine solche Konstruktion wie ein Ski und hebt die gesamte Vorderseite des Autos an. Die Überlebenswahrscheinlichkeit des Motors wird deutlich erhöht.
Das Schutzblech besteht aus gestanztem Stahlblech mit einer Dicke von 2 bis 3 mm, also etwa doppelt so dick wie Aluminium. Letztere Variante ist einfacher, aber deutlich teurer.
Wer bereit ist, für Hochtechnologie zu zahlen, kann Kevlar verwenden. Bei der Wartung des Motors lässt sich das Schutzblech leicht entfernen und die darin angebrachten Schlitze und Löcher sorgen für den nötigen Wärmeaustausch, eine Überhitzung des Öls ist höchst unerwünscht.
