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Kurbelwelle: Wozu dient sie und welchen Kräften muss sie standhalten?

Die Kurbelwelle
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Die Kurbelwelle ist der mechanische Teil eines Hubkolben-Verbrennungsmotors, der die geradlinige Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehbewegung umwandelt. Es ist der grundlegende Teil des Kolbenverbrennungsmotors.

In diesem Artikel beleuchten wir die Funktion der Kurbelwelle, woraus sie besteht und was sie aushalten muss.

Inhoudsopgave

Kurbelwelle: Wie funktioniert es?

Die Kurbelwelle besteht aus kurzen zylindrischen Stiften, die durch Arme verbunden sind. Die Stifte auf der Rotationsachse der Welle werden als Kurbelzapfen bezeichnet und verbinden die Kurbelwelle mit der Pleuelstange für jeden Zylinder.

Die Kurbelwelle ist mit dem Schwungrad verbunden, wodurch der unregelmäßige Lauf des Kolbenmotors kompensiert wird. Es kann aber auch ein Torsionsschwingungsdämpfer mit der Kurbelwelle verbunden werden, der die Drehschwingung und damit die Belastung der Lager und des Kurbeltriebs reduziert. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist auf der dem Schwungrad gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle angeordnet.

Bei manchen Motoren, insbesondere solchen mit weniger Zylindern, ist es notwendig, die Kurbelwelle mit einem Gegengewicht oder einer Ausgleichswelle für das Rückholgewicht jedes Kolbens und jeder Pleuelstange auszustatten, um das Gleichgewicht und die Kultur des Motors zu verbessern.

Gegengewichte werden normalerweise als Teil der Kurbelwelle gegossen, können aber auch mit dieser verschraubt werden.

Kurbelwelle-Animation

Die Ausgleichswelle wiederum ist über eine Verzahnung mit der Kurbelwelle verbunden. Während die Gegengewichte und die Ausgleichswelle die Kurbelwelle erheblich belasten, verleihen sie dem Motor eine bessere Balance und einen kultivierteren Lauf.

Die Fertigung und Konstruktion der Kurbelwelle hängt ab von:

  • Art 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 zusammengefügt werden. Kolbenverbrennungsmotoren verwenden jedoch häufig eine aus einem Stück gefertigte Kurbelwelle.

In den meisten Fällen enthält die Kurbelwelle auch interne Kanäle, durch die Motoröl fließt und so die Lager schmiert. Am häufigsten werden Gleitlager verwendet, die haltbarer sind und eine längere Lebensdauer haben als Kugellager, die sehr schwierig auf der Welle zu montieren sind.

Die Kurbelwelle muss verschiedenen Kräften standhalten

  • die Kräfte, die die Pleuel übertragen

  • Kräfte, die durch ungenaue Fertigung entstehen, Lagerverformung

  • Trägheitseffekte

  • Torsionsschwingung (Oszillation)

Woraus besteht eine Kurbelwelle?

Die Kurbelwelle kann aus geschmiedetem Stahl, Gusseisen, Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl oder Eisen bestehen. Kurbelwellen aus Eisen werden hauptsächlich in billigeren Motoren verwendet, deren Belastung geringer ist. Solche Motoren können auch mit einer gusseisernen Kurbelwelle ausgestattet werden. Die Hochleistungsversionen verwenden eine Welle aus geschmiedetem Stahl.

Viele Hersteller bevorzugen jedoch aufgrund des geringeren Gewichts und der kompakten Abmessungen geschmiedete Kurbelwellen.

Sehen Sie sich eine Demonstration an, wie die Kurbelwelle funktioniert: