Vierzylindermotor
Der Vierzylindermotor, auch Vierzylinder genannt, ist eine Bauart von Hubkolben-Motoren, im Besonderen von Verbrennungsmotoren.
Beschreibung
Bauarten
Er ist meist als Reihenmotor oder Boxermotor ausgeführt, seltener als V-Motor und kann sowohl als Otto- wie auch als Dieselmotor ausgelegt sein. Im Pkw-Bau ist er meist wassergekühlt, in manchen Fällen (vor allem als Boxermotor) auch luftgekühlt.
Moderne Vierzylindermotoren im Automobilbereich sind immer öfter vom Leichtbau beeinflusst, das zeigt sich beispielsweise in den aus Aluminium gefertigten, kompakten Reihenvierzylinder-Motoren von JLR. Sogenannte Ingenium-Motoren erbringen Gewichtseinsparungen von bis zu 80 kg gegenüber direkten Vorgängermodellen.[1] Zudem geht der Trend bei der Bauart aktueller Vierzylinder in der Automobilindustrie hin zu modellübergreifenden Konfigurationen und Bauteilen – die sogenannte Gleichteilestrategie.[2] Sie ermöglicht es, durch einheitliche Produktionsprozesse Kosten einzusparen und künftige Technologien leichter zu integrieren. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist der Modulare Querbaukasten (MQB) der Volkswagen AG[3] oder die skalierbaren Produkt-Architektur (SPA)[4] von Volvo. Auch die Ingenium-Motoren basieren auf einer modularen Architektur und verfügen beispielsweise über identische Maße für Hub, Bohrung, Zylinderabstand und -volumen.[5]
Eine Besonderheit ist die Anordnung als „Quadrat-Motor“, bestehend aus zwei nebeneinander verblockten Parallel-Zweizylindern mit zwei Kurbelwellen. Diese Bauart wurde nur bei wenigen Fahrzeugen verwendet, wie z. B. der Ariel Square Four oder der Suzuki RG 500 Gamma.
Anwendungen
Vierzylindermotoren sind der am häufigsten als Antrieb von Pkw bis zur Mittelklasse eingesetzte Antrieb, da sie kompakt sind und die im Alltag geforderten Fahrleistungen voll abdecken. Sie werden auch in der Oberen Mittelklasse und bei Sportwagen in den Hubraumklassen bis 2,0 Liter verwendet. In der Vergangenheit waren auch Vierzylinder bis 2,5 Liter Hubraum üblich. In Europa werden derartige Motoren inzwischen nicht mehr angeboten (Ausnahme: Mazda), sie sind jedoch außerhalb Europa noch durchaus verbreitet. Fahrzeuge mit weniger als 1,5 Liter Hubraum werden seit einigen Jahren vermehrt mit Dreizylindermotor anstatt eines bisherigen Vierzylinders ausgestattet.
Vierzylindermotoren gibt es weiterhin häufig bei Motorrädern, leichten Lkw, leichten Schienenfahrzeugen, leichten Flugzeugen (Boxermotoren US-amerikanischer Bauart), kleinen Schiffen (auch als Hilfsmotor), als Generatorantrieb sowie in weiteren Anwendungen.
Laufruhe
Viertakt-Vierzylinder-Reihenmotoren weisen freie Massekräfte 2. Ordnung auf,[6] die ungünstigerweise auch mit der Zündfrequenz zusammenfallen. Die Kräfte können jedoch mit zwei gegenläufigen, mit doppelter Kurbelwellendrehzahl rotierenden Ausgleichswellen kompensiert werden (Lanchester-Ausgleich). Die beiden Möglichkeiten der Zündreihenfolge (1-3-4-2 oder 1-2-4-3) unterscheiden sich zwar in Ort und Richtung der Massekräfte, jedoch nicht in der Laufruhe.
Weitere Anwendungen
Auch abseits von Verbrennungsmotoren existieren Vierzylinder, u. a. als Kolbenpumpen oder Kompressoren.
Literatur
- Jan Trommelmans: Das Auto und seine Technik, 1. Auflage, Motorbuchverlag, Stuttgart, 1992, ISBN 3-613-01288-X
- Hans Jörg Leyhausen: Die Meisterprüfung im Kfz-Handwerk Teil 1, 12 Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg, 1991, ISBN 3-8023-0857-3
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Neue Ingenium Motorenbaureihe von Jaguar Land Rover. springerprofessional.de, 14. Juli 2014, abgerufen am 17. Juni 2015.
- ↑ Elektromobile Antriebstechnik aus dem Baukasten. konstruktionspraxis.vogel.de, 29. Juli 2011, abgerufen am 17. Juni 2015.
- ↑ VWs Auto-Baukasten für die Zukunft. auto-motor-und-sport.de, 6. September 2013, abgerufen am 17. Juni 2015.
- ↑ Der neue Volvo XC90 - skalierbare Produkt-Architektur (SPA). media.volvocars.com, 12. August 2014, abgerufen am 17. Juni 2015.
- ↑ Neue Ingenium Motorenbaureihe von Jaguar Land Rover. springerprofessional.de, 14. Juli 2014, abgerufen am 17. Juni 2015.
- ↑ http://www.e31.de/engines.html
