Die Kurbelwelle ist ein wichtiges Element der Motoreinheit Ihres Autos mit Verbrennermotor. Es stellt die Kraftübertragung von den Motorkolben zur Schwungscheibe sicher. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie der Aufbau einer Kurbelwelle aussieht, wie sie funktioniert und welche Wartungsarbeiten erforderlich sind.
Funktion: Umwandlung von linearer in Drehbewegung
Der Motor erzeugt bei der Verbrennung des eingespeisten Kraftstoff-Luft-Gemischs Kraft. Diese muss von den Kolben bis hin zur Schwungscheibe transportiert werden. Anfangs besteht lediglich eine lineare Auf- und Abbewegung, die die Kolben erzeugen. Diese in eine Drehbewegung und in der Folge in ein Drehmoment zu verwandeln, ist Aufgabe der Kurbelwelle. Sie ist über die Pleuelstangen mit den Kolben verbunden. Diese leiten die lineare Bewegung über die Kurbelwelle, die die Kraft schließlich an die Schwungscheibe überträgt.
Aufbau einer Kurbelwelle
Sie ist ein großes Bauteil, das sich aus mehreren Bestandteilen zusammensetzt:
- Wellenzapfen: Die Wellenzapfen sind in die eigentliche Welle integriert. Sie laufen in den ebenfalls enthaltenen Hauptlagern. Sie sind für die Drehachse der Kurbelwelle verantwortlich.
- Hubzapfen: Die Hubzapfen laufen in den Pleuel- oder Hublagern. Sie nehmen die Pleuel auf und stellen so die Verbindung zu den Kolben des Motors her.
- Kurbelwangen: Jeweils zwei Kurbelwangen bilden gemeinsam eine Kurbel. Dazwischen befindet sich jeweils abwechselnd ein Hubzapfen oder ein Wellenzapfen. Sie verbinden beide Arten von Zapfen.
- Gegengewichte: Die Gegengewichte befinden sich an den Kurbelwangen. Sie sind jeweils gegenüber von der Verbindungsstelle mit dem Zapfen am anderen Ende angebracht. Sie beugen Unwuchten vor. Das ermöglicht eine gleichmäßige Drehbewegung.
Wie eine Kurbelwelle genau aufgebaut ist, hängt von der Bauweise des Motors ab. So muss etwa bei einem Motor mit geringer Zylinderzahl die Kurbelwelle anders aufgebaut sein als bei einem V8-Motor. Weitere Einflussfaktoren auf ihren Aufbau sind etwa die Zündreihenfolge des Motors und die Hubhöhe.
Damit die Funktion der Kurbelwelle und der Motor nahtlos ineinandergreifen, wird in modernen Fahrzeugen ein Kurbelwellensensor verbaut. Dieser erfasst die Position der Kurbelwelle und die Drehzahl und dient dazu, die Komponenten optimal aufeinander abzustimmen und Probleme frühzeitig zu erkennen.
Aus welchen Materialien werden Kurbelwellen gefertigt?
Allein aus der Funktion der Kurbelwelle ergibt sich die enorme Belastung, der sie während der Fahrt standhalten muss. Sie beschleunigt immer wieder und bremst dann abrupt ab. Dies würde für die meisten Materialien einen hohen Verschleiß bedeuten. Deshalb werden Kurbelwellen bis heute überwiegend geschmiedet. In der Regel greifen die Hersteller hierfür auf legierten Vergütungsstahl zurück. Dieser verspricht eine hohe Festigkeit. Für eine bessere Schwingungsdämpfung kommen auch Modelle aus Gusseisen zum Einsatz, das Kugelgraphit enthält.
Eine besondere Ausführung sind sogenannte Vollwangen-Kurbelwellen. Sie optimieren die Vorverdichtung im Kurbelgehäuse. So lassen sich das Drehmoment und in der Folge auch die Leistungsdrehzahl und die Leistung steigern. Die Kurbelwelle in Vollmetallausführung kommt überwiegend im Tuning-Bereich zur Anwendung, um die Performance der Fahrzeuge zu optimieren.
Ist eine Wartung erforderlich?
Aufgrund des hochrobusten Materials ist eine Wartung der Kurbelwelle nicht erforderlich. Es handelt sich um kein typisches Verschleißteil. Viele Wellen halten ein (Auto-)Leben lang. Kommt es zu schweren Beschädigungen der Kurbelwelle, hat dies häufig mit einem Mangel an Motoröl zu tun. Dann werden allerdings oft auch andere Teile des Motors in Mitleidenschaft gezogen und es steht eine größere Reparatur an.
Es gibt deshalb keine regulären Wartungsarbeiten an der Kurbelwelle zu erledigen. Es kann allerdings nicht schaden, die Lager zu überprüfen, wenn andere Komponenten getauscht werden. Dies bietet sich etwa an, wenn Arbeiten an der meist nahe gelegenen Kupplung oder an der Schwungscheibe erforderlich sind.
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