Sternmotor: Wussten Sie, um welchen Motortyp es sich handelt?
Ein Sternmotor ist ein Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einer einzelnen Kurbelwelle, dessen Zylinder senkrecht zur Achse der Kurbelwelle kreisförmig (in einer oder mehreren Reihen) angeordnet sind, sodass alle Zylinder den gleichen Winkel zueinander bilden.
In diesem Artikel wird die Funktionsweise des Sternmotors, seine Verwendung und eine kurze Geschichte erläutert.
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Einsatz eines Sternmotors
Ein Sternmotor muss mindestens drei Zylinder haben (ansonsten wäre es ein Boxermotor) und hat normalerweise eine ungerade Anzahl von Zylindern in einer Reihe. Ein Sternmotor mit nur einreihig angeordneten Zylindern ist ebenfalls ein Boxermotor. Wenn die Zylinder in mehreren Ebenen angeordnet sind, wird der Sternmotor je nach Anzahl der Reihen als Zwei-, Drei-, Vierzylinder-Sternmotor usw. bezeichnet.
Dieser Motortyp wird hauptsächlich in der Luftfahrt eingesetzt, während des Zweiten Weltkriegs wurde er jedoch auch in Panzern eingesetzt. Allerdings haben einige Verrückte einen Sternmotor unter der Motorhaube eines Autos eingebaut, weshalb wir noch etwas über diesen Motor schreiben werden.
Die Geschichte des Sternmotors in Kürze
Der dänische Ingenieur Jacob Ellrhammer baute zwischen 1903 und 1904 den ersten Sternmotor. Es handelte sich um einen Dreizylinder-Sternmotor, der luftgekühlt war.
Luftgekühlter Motor: Welche Vor- und Nachteile hat er?
Die meisten Sternmotoren sind luftgekühlt, aber zu den erfolgreichsten frühen Sternmotoren zählen die 9-Zylinder-flüssigkeitsgekühlten Motoren, die von Salmson Moteurs von 1908 bis 1920 hergestellt wurden.
Flüssigkeitsgekühlter Motor: Wie funktioniert Flüssigkeitskühlung?
Zwischen 1909 und 1919 wurde der Sternmotor von seinem sehr ähnlichen Verwandten, dem Wankelmotor, in den Schatten gestellt. Der Unterschied zum Sternmotor besteht jedoch darin, dass die Kurbelwelle fest mit der Flugzeugstruktur verbunden ist. Gleichzeitig ist das Kurbelgehäuse zusammen mit den Zylindern mit dem Propeller verbunden und dreht sich. Einfach ausgedrückt: Das Kurbelgehäuse, die Zylinder und der Propeller drehen sich, die Kurbelwelle jedoch nicht.
Im Ersten Weltkrieg wurden Rotationsmotoren massenhaft in alliierten Flugzeugen eingesetzt. Die meisten deutschen Flugzeuge verwendeten damals wassergekühlte Reihensechszylindermotoren. In den 1930er Jahren kam der Sternmotor jedoch wieder auf den Plan. Im Zweiten Weltkrieg wurden Sternmotoren vor allem in amerikanischen, japanischen, italienischen und britischen Flugzeugen eingesetzt, kamen aber auch in deutschen Flugzeugen zum Einsatz.
Wankelmotor: Welche Vorteile hat er?
Die Vereinigten Staaten von Amerika setzten auch massiv Sternmotoren in Panzern wie dem M3 Lee, dem M18 Hellcat, dem leichten Panzer M2 und dem M4 Sherman ein. Im Zweiten Weltkrieg wurde auch der größte Schiffssternmotor gebaut, mit 16 Reihen, 112 Zylindern und einem Hubraum von bis zu 383 Litern.
Der Sternmotor und seine Konstruktion
Wie oben erwähnt, ist ein Sternmotor mit einer Kurbelwelle ausgestattet und seine Zylinder sind kreisförmig (in einer oder mehreren Reihen) senkrecht zur Achse der Kurbelwelle angeordnet, sodass alle Zylinder den gleichen Winkel zueinander bilden.
Bei Sternmotoren sind einzelne Zylinder, auf denen sich separate Zylinderköpfe befinden, am Motorblock befestigt und mit Kühlrippen ausgestattet. Dadurch ist es möglich, eine ausreichende Luftkühlung thermisch beanspruchter Bauteile in Radialmotoren sicherzustellen.
Der Motorblock ist der Hauptträger des Motors und besteht aus drei Teilen: dem hinteren, mittleren und vorderen Teil. Im Mittelteil gibt es einen Kurbelmechanismus und einen Nockenmechanismus; Im vorderen Teil des Blocks befindet sich ein Reduzierstück. Der hintere Teil verschließt den Motorblock. Alle einzelnen Zylindersätze sind am Motorblock befestigt, aber auch der gesamte Motor ist über den Motorblock mit der Flugzeugstruktur verbunden.
Motorkolben: Wie funktionieren sie?
Die Kolben des Sternmotors sind wie bei herkömmlichen Kolbenverbrennungsmotoren über Pleuel mit der Kurbelwelle verbunden. Allerdings ist die Verbindung der Pleuel mit der Kurbelwelle nicht dasselbe. Ein Kolben ist direkt mit der Haupt-Pleuelstange verbunden, die über eine Aufhängeöse verfügt, an der die Pleuelstangen der anderen Kolben mit Stiften befestigt sind.
Der Sternmotor verwendet OHV-Ventilsteuerung. Die Nocken sorgen für die Bewegung der Ventile, allerdings nicht über eine Nockenwelle, sondern über eine Nockenscheibe, die sich mit den Nocken langsamer und in die entgegengesetzte Richtung dreht als die Kurbelwelle. Auch die Nockenscheibe verfügt über die gleiche Anzahl an Ein- und Auslassnocken.
Beispielsweise verfügt ein 5-Zylinder-Sternmotor über eine Nockenscheibe mit zwei Einlass- und zwei Auslassnocken, die viermal langsamer rotiert als die Kurbelwelle. Der Antrieb der Nockenwelle erfolgt über ein Kurbelwellen-Planetengetriebe. Stößel, Stangen und Kipphebel sorgen für die Bewegung zwischen Nocken und Ventil.
Viertaktmotor: Wie er funktioniert und was seine Vorteile sind
Die Anzahl der Zylinder eines Sternmotors hängt von der Anzahl der Arbeitsspiele des Motors ab. In der überwiegenden Mehrheit wird jedoch der Viertakt-Zyklus genutzt. Bei einem Viertakt-Sternmotor muss die Anzahl der Zylinder in jeder Reihe ungerade sein, damit die Zündung erfolgt, was beispielsweise bei einem 5-Zylinder-Motor in der Reihenfolge 1-3-5- liegt. 2-4 und so weiter. Allerdings kann die Anzahl der Zylinder in einer Reihe bei Zweitakt-Sternmotoren gleichmäßig sein.
Die Grundvoraussetzungen für einen Sternmotor:
- hohe Leistung
- geringstmögliches Gewicht
- kleinstmögliche Abmessungen
- hohe Zuverlässigkeit
- lange Lebensdauer
- geringstmöglicher Kraftstoffverbrauch
- ausgewogene und raffinierte Bedienung
- einfache Motorbedienung
- Angemessener Produktionspreis
Der Sternmotor wird überwiegend als Benzinmotor gebaut, kann aber auch als Diesel (Diesel) gebaut werden. Zu den Hauptvorteilen eines Diesel-Sternmotors zählen ein geringerer Kraftstoffverbrauch und eine geringere Zündgefahr.