Reihenmotor

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Reihensechszylindermotor BMW M54B25

Reihenmotor ist die Bezeichnung für einen Verbrennungsmotor, dessen Zylinder hintereinander in Reihe stehen. Reihenmotoren sind die bei weitem am häufigsten verwendeten Bauformen bei Automobilen (Pkw) und häufig auch in Lastkraftwagen (Lkw) zu finden, sowie immer häufiger bei Motorrädern.

Varianten[Bearbeiten]

Reihensechszylinder von BMW (zu Demonstrationszwecken z. T. aus Plexiglas)

Traditionell unterscheidet man die Bauformen stehend, liegend und hängend: Die Bezeichnung richtet sich nach der Lage der Zylinder. Motoren, bei denen die Zylinder nach oben zeigen, heißen „stehend“, bei liegenden Motoren sind Zylinder und Kurbelwelle nebeneinander angeordnet, ist die Kurbelwelle oben und der Zylinderkopf unten, ist es ein „hängender“ Motor. Letztere kommen fast nur in historischen Flugzeugen vor, ihr Vorteil ist der bei gegebener Höhe des Fahrwerks größere mögliche Propellerdurchmesser. Liegende Motoren sind flach und daher gut geeignet, unterflur in Fahrzeuge (LKW, Busse, Triebwagen) eingebaut zu werden. Insbesondere Motoren mit obenliegenden Nockenwellen in Fahrzeugen werden nicht ganz stehend, sondern etwas geneigt, also mit nicht senkrechten Zylindern gebaut, um die Motorhaube trotz des hohen Zylinderkopfs flach halten zu können. In Pkws finden sich Reihenmotoren meist mit drei, vier oder sechs Zylindern, seltener auch mit zwei (Parallel-Twin) oder fünf und extrem selten auch mit acht, zehn oder zwölf Zylindern. Die Zählung der Zylinder beginnt an der Gegenseite der Kraftabgabe des Motors. Das gilt nicht für deutsche Schiffsmotoren und stationäre Motoren. Es gibt allerdings japanische und französische Hersteller, die auch an der Kupplungsseite zu zählen beginnen.

Verwendung[Bearbeiten]

Bei Lastkraftwagen trifft man meist Sechszylinder-Reihenmotoren an, kleinere Lkws besitzen manchmal auch nur vier Zylinder. Bei Motorrädern werden meist zwei und vier Zylinder, seltener drei und ganz selten sechs Zylinder eingesetzt. Bei Schiffsmotoren gibt es auch Triebwerke mit 4 bis 14 Zylindern in Reihe.

Reihenmotoren werden bei hinterradgetriebenen Automobilen mit Frontmotor längs eingebaut, bei Mittel- oder Heckmotorfahrzeugen auch quer. Bei frontgetriebenen Fahrzeugen sind sie meist quer zur Fahrtrichtung eingebaut. Bei großen, langen Motoren ist der Längseinbau in der Regel unumgänglich, so dass die Motoren auch bei Frontantrieb manchmal längs eingebaut werden. Die Audi-Modelle 80, 90, 100, A4 und A6 sind Beispiele dafür. Bei Motorrädern werden Reihenmotoren meist quer eingebaut. Längs eingebaute Reihenmotoren gab es in der Anfangszeit unter anderem bei Indian, Windhoff und Nimbus, in neuerer Zeit bei der BMW K 75 und K 100 und aktuell bei der Triumph Rocket III. In Lastwagen sind Reihenmotoren praktisch immer längs eingebaut.

Der Reihen-Achtzylinder[Bearbeiten]

Den wahrscheinlich ersten Motor dieser Bauart fertigte die Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG) 1897 für das Luftschiff Deutschland von Friedrich Hermann Wölfert.[1] 1902 konstruierte der französische Hersteller C.G.V. den ersten Achtzylinder-Reihenmotor für ein Automobil. Dieser Rennmotor hatte einen Hubraum von 7,2 Litern und T-Kopf-Ventilsteuerung. Es folgten 1903 Premier (USA), 1904 Bellamy (Frankreich), Dufaux (Schweiz) und der Winton Bullett-2-Rennwagen (USA), 1906 Maxwell-Briscoe (USA) mit einem Vanderbilt-Cup-Rennwagen und 1907 Porthos (Frankreich), Weigel (Vereinigtes Königreich) und erneut Dufaux. Bereits für 1906 ist der Florentia-Bootsmotor belegt, den unter anderem Emile Mathis vertrieb[1] und 1907 stellte Wolseley-Siddeley einen solchen Motor mit bereits 200 PS für das Rennboot Ursula her; eine Weiterentwicklung wurde 1910 im ersten britischen Starrluftschiff verwendet. Im gleichen Jahr erschien der Green-Flugzeugmotor mit OHC-Ventilsteuerung.[2] Die DMG brachte 1911 den Luftschiffmotor Mercedes J8L heraus.[2] Der erste Serienwagen mit einem solchen Triebwerk war der Isotta Fraschini Tipo 8; der Motor wurde bereits 1912 entwickelt, im Rennwagen Tipo V5 mit OHC-Ventilsteuerung[2] erfolgreich verwendet und ging 1919 in Serie. Ettore Bugatti experimentierte 1913–1914 mit einem solchen Motor, den er aus zwei Vierzylinderblöcken mit dazwischen angebrachtem Schwungrad baute. Zahlreiche Bugatti-Automobile hatten Reihen-Achtzylinder, der größte von ihnen – verwendet im Type 41 „Royale“ – gehört mit einem Hubraum von 14,7 resp. 12,7 Litern zu den größten je gebauten PKW-Motoren; je vier davon trieben später Triebwagen der SNCF an.[3]

Bis zum Zweiten Weltkrieg gab es in der oberen Mittelklasse und im Luxussegment zahlreiche Achtzylindermotoren in Reihenbauweise, beispielsweise die Mercedes-770-Baureihe. Die US-Hersteller Packard und Pontiac stellten als letzte Marken 1954 den Bau von Achtzylinder-Reihenmotoren ein; Buick hatte über zwei Jahrzehnte lang ausschließlich auf solche Motoren gesetzt.

Vorteile[Bearbeiten]

  • einfacher Aufbau
  • geringe Baubreite
  • Bei Viertaktmotoren mit gerader Zylinderzahl ≥ 6 und einer längssymmetrischen Kurbelwelle sind sämtliche Kräfte und Momente erster und zweiter Ordnung maschinendynamisch ausgeglichen.
  • relativ kostengünstig zu produzieren
  • auch mit Luftkühlung einfach realisierbar
  • auf der Basis einer Grundkonstruktion sind Varianten mit unterschiedlichen Zylinderzahlen möglich (vgl. Deutz 912 oder Wärtsilä_RT-flex96C) – Modularisierung der Zylinder und Zylinderköpfe (Deutz-typische Bauart)

Nachteile[Bearbeiten]

  • hoher Platzbedarf in der Länge (insbesondere bei Reihensechszylindern)
  • bei sechs oder mehr Zylindern sind die Drehschwingungen der Kurbelwelle schwieriger beherrschbar
  • bei acht oder mehr Zylindern kann es zu Kühlungsproblemen am hintersten Zylinder kommen
  • bei den sehr verbreiteten R4-Viertaktmotoren sind die freien Massenkräfte zweiter Ordnung nicht ausgeglichen. Dagegen kann ein Lanchester-Ausgleich verwendet werden.

Ein Nachteil eines möglichen Längseinbaus ist der Umstand, dass die Reaktionsmomente des Motors bei Lastwechseln die Karosserie zu Wankbewegungen anregen, was auf Grund der ungünstigeren Massenverteilung störender wirkt als die Nickbewegungen, wie sie als Folge eines Quereinbaus entstehen würden, was den Fahrkomfort merklich verschlechtert.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Borgeson: Bugatti by Borgeson – The dynamics of mythology. 1981, S. 137.
  2. a b c Borgeson: Bugatti by Borgeson – The dynamics of mythology. 1981, S. 138.
  3. Borgeson: Bugatti by Borgeson – The dynamics of mythology. 1981, S. 131.

Literatur[Bearbeiten]

  • Jan Trommelmans: Das Auto und seine Technik. 1. Auflage, Motorbuchverlag, Stuttgart 1992, ISBN 3-613-01288-X.
  • Peter Gerigk, Detlev Bruhn, Dietmar Danner: Kraftfahrzeugtechnik. 3. Auflage, Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig 2000, ISBN 3-14-221500-X.
  • Griffith Borgeson: Bugatti by Borgeson – The dynamics of mythology. Osprey Publishing Limited, London 1981, ISBN 0-85045-414-X (englisch).

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Reihenmotor – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien