Schränkung (Kurbelwelle)

Schränkung bezeichnet i​n einem Kurbeltrieb d​en seitlichen Versatz d​er Kurbelwelle a​us der Zylindermittenachse. Bei e​inem geschränkten Kurbeltrieb i​n einem Hubkolbenmotor w​ird die Kurbelwelle seitlich gegenüber d​er Zylinderachse versetzt. Wenn d​er Kolben i​m oberen Totpunkt (OT) steht, l​iegt die Mittelachse d​es Pleuels n​icht mehr i​n der z​ur Zylinderachse parallelen Ebene[1].

Die Schränkung w​ird oft d​urch die Desachsierung d​es Kolbenbolzens ergänzt.

Orientierung

Blickt m​an auf s​o auf d​ie Kurbelwelle, d​ass sie i​m Uhrzeigersinn rotiert, d​ann werden Desachsierung d​es Kolbens u​nd Schränkung z​ur Gegendruckseite s​o ausgeführt[2], dass

  • die Schränkung Drehachse der Kurbelwelle nach rechts aus der Zylinderachse verschoben wird
  • die Desachsierung des Kolbenbolzens so, dass sie nach links aus der Zylinderachse verschoben wird.

Eine Schränkung d​es Kurbeltriebs erfordert Anpassungen b​ei den Steuerzeiten.

Technische Bedeutung

Die Schränkung k​ann zu verschiedenen Zwecken eingesetzt werden:

  • Eine Schränkung zur Gegendruckseite bewirkt, dass der Kolben früher kippt und die Anlagefläche an die Zylinderwand wechselt. Bei einem Kurbeltrieb ohne Schränkung passiert das nach OT, wenn bereits ein großer Verbrennungsdruck auf den Kolben lastet, sodass das Kippen (Wechsel der Anlageseite) zu erhöhtem Geräusch (NVH, Noise Vibration Harshness) führt.[3]
  • Eine Schränkung zur Druckseite kann die Reibung reduzieren, da die Kolbenseitenkraft sinkt und damit auch die Reibung zwischen Kolbenhemd und Zylinderwand.[4] Dies bringt vor allem bei häufigem Volllastbetrieb (beispielsweise in Baumaschinen) Vorteile.
  • Bei VR-Motoren wird die Schränkung abwechselnd zur Druck- oder zur Gegendruckseite ausgeführt. Dadurch stehen die Zylinderachsen „paralleler“. Allerdings kann Schränkung zur Druckseite speziell bei VR-Motoren bis zu 60 % höhere Seitenkräfte verursachen[2].
  • Ganz allgemein können die Zylinderköpfe von V- und W-Motoren bezüglich der Ventiltaschen und Bearbeitung des Motorblocks gleich ausgeführt werden, so dass für jede Zylinderbank Kolben und Ventile als Gleichteile verwendet werden können[2]. In der Fertigungsstraße bedeutet dies, dass der Motorblock nach der Bearbeitung der ersten Zylinderbank nur gekippt wird, um die zweite Zylinderbank zu bearbeiten. Dabei werden keine Bearbeitungswerkzeuge oder Werkzeugpositionen geändert.

Beispiele

Beispiele v​on ausgeführten Motoren:

  • 12 mm zur Gegendruckseite beim Mercedes-Benz OM 654,[5]
  • 7 mm zur Druckseite bei der Nonroad-Motorenfamilie der FEV[4],
  • 14 mm beim 1.0-l-3-Zylinder-Turbomotor von Honda[6] (Richtung der Schränkung nicht angegeben),
  • 12,5 mm beim VW W12 TSI[7][8] jeweils in den beiden Blöcken des Motors und ebenso beim VR 5[9].
  • 12 mm im AJ200D von Jaguar Land Rover (Richtung der Schränkung nicht angegeben)[10]

Einzelnachweise
  1. Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (Hrsg.): Handbuch Verbrennungsmotor. Abschnitt 6.1.1 Aufbau und Funktion, 8. Auflage 2017, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ISBN 978-3-658-10901-1.
  2. Eduard Köhler, Rudolf Flierl: Verbrennungsmotoren. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1486-9, Abschnitt 4.2.3.3.
  3. Günter P. Merker, Rüdiger Teichmann (Hrsg.): Grundlagen Verbrennungsmotoren. Springer Fachmedien Wiesbaden, 7. Auflage 2014, Abschnitt 19.3.1 Alternative Konzepte, ISBN 978-3-658-03194-7.
  4. Thomas Hamm, Michael Neitz, Vinod Rajamani, Sven Lauer: Nonroad-Motorenfamilie für aufstrebende Märkte. In: ATZ offhighway. Springer Fachmedien, 1. März 2016, ISSN 2191-1843.
  5. J. Liebl (Hrsg.): Mercedes-Benz E-Klasse. ATZ/MTZ-Typenbuch. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2017, ISBN 978-3-658-18443-8.
  6. Tomonori Niizato, Mitsuhiro Shibata, Michael Fischer, Ulf Reinschmidt: Der neue 1,0-l-Dreizylinder-Ottomotor von Honda. In: MTZ Motortechnische Zeitschrift. Springer Vieweg, Springer Fachmedien, 1. Januar 2018, ISSN 0024-8525, Tabelle 1 Technische Daten.
  7. Friedrich Eichler, Wolfgang Demmelbauer-Ebner, Jürgen Strobel, Jens Kühlmeyer: Der neue W12-TSI-Motor des Volkswagen-Konzerns. In: MTZ Motortechnische Zeitschrift. Springer Vieweg / Springer Fachmedien, 1. Februar 2016, ISSN 0024-8525, Tabelle 1 Technische Daten des W12 TSI.
  8. Der 6,0 l-W12-Motor im Audi A8 - Teil 1. Audi AG, Ingolstadt, Abschnitt Motormechanik. - VW Selbststudienprogramm 267, Stand 01/2011
  9. Bern Ebel, Uwe Kirsch, Frank Thomas Metzner: Der neue Fünfzylindermotor von Volkswagen. In: MTZ Motortechnische Zeitschrift. Springer Vieweg / Springer Fachmedien, 1. Januar 1999, ISSN 0024-8525, Tabelle 1: Technische Daten.
  10. Michael Elicker, Wolfgang Christgen, Jahaazeb Kiyanni, Maximilian Brauer: Variables Ventiltriebkonzept zur Erfüllung zukünftiger Emissionsstandards von Dieselfahrzeugen. In: MTZ. Nr. 02/2021. Springer Vieweg, Springer Fachmedien, Februar 2021, ISSN 0024-8525, Tabelle 1 Kenndaten des verwendeten Vollmotors Jaguar Land Rover AJ200D High Spec..
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