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Kolben

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Der Kolben ist ein zylinderförmiges Motorenbauteil, das sich in einem Zylinder auf und ab bzw. hin- und herbewegt.

Die Aufgabe des Kolbens ist es, in einem Hubkolben-Verbrennungsmotor physikalischen Druck in Bewegung umzusetzen und dadurch die Maschine anzutreiben.

Der Kolben hat folgende funktionale Bereiche:

  • einen Kolbenboden, der mit dem Medium in Kontakt steht,
  • das Kolbenhemd: das zylindrische Bauteil, das mit einem kleinen Spiel in die Zylinderbohrung passt,
  • den Kolbenbolzen mit seiner Lagerung, der den Kolben mit dem Pleuel verbindet.

Die Kolben für Motoren werden heutzutage überwiegend aus Aluminiumgusslegierungen gefertigt, früher hingegen oft aus Gusseisen.

Charakteristisch für Kolben von Otto-Motoren ist die deutlich dünnwandigere Gestaltung, die wegen des geringeren Gewichts höhere Drehzahlen des Motors erlaubt. Im Bereich der 1. Kolbenringnut kann teilweise eine Hartanodisierung (Harteloxierung) zur Verminderung von Verschleiß und Mikroverschweißungen zum Einsatz kommen.

Der Kolbenboden trägt teilweise flache Taschen zur Aufnahme der in den Brennraum hineinragenden Ventile.

Das Kolbenhemd dient der Führung des Kolbens im Zylinderrohr und ist bei den meisten Kolben mit einem Gleitlack beschichtet. Zur Gewichtsersparnis ist heutzutage bei vielen schnellaufenden Viertaktmotoren das Kolbenhemd an den Seiten (an den Kolbenbolzen-Öffnungen) nach innen versetzt ("Slipper"-Kolben).

Der Kolbenboden trägt eine oder mehrere Nuten für die Kolbenringe, deren Obersten die Kompressionsringe sind und zumindest ein unterer als Ölabstreifring dient. Kolben besitzen zum überwiegenden Teil 2 Kompressions- und einen Ölabstreifring. Für Rennmotoren kommen auch sogenannte 2-Ring-Kolben mit nur einem Kompressionsring zum Einsatz.

Bei Zweitaktern können die Kolbenhemden auch mit Fenstern versehen sein. Zusätzlich besitzen die meisten Zweitaktkolben Sicherungstifte in den Kolbenringnuten, um ein verdrehen und verklemmen der Kolbenringstöße, in den Steuerfenstern der Laufbuchse, zu verhindern. Bei alten Motoren bis in die 1950er Jahre war bei 2-Taktern ein Nasenkolben üblich, um den Gaswechsel- oder Spülvorgang zu ermöglichen. Modernere Zweitakt-Motoren besitzen jedoch in der Regel einen flachen Kolbenboden, da die Spülung bzw. der Gaswechsel als Umkehrspülung mit einem Richtungswechsel im Zylinder erfolgt.

Die Kraftübertragung des Kolbens auf das Pleuel geschieht über den Kolbenbolzen. Dieser wird im Kolben in der nach innen verdickten Partie des Hemds in einer Bohrung gelagert. Diese Bohrung trägt oft am Ende Nuten für Sicherungsringe ("Seegerringe"), um das seitliche Versetzen des Kolbenbolzens zu begrenzen.

Externe LinksBearbeiten

Foto eines geschmiedeten Kolbens aus Aluminium

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