Zylinder

Themen:

Allgemeines
Zylinderhülsentyp
Honen
Zylinderanordnungen
Schussfolge

Gesamt:
Die Räume, in denen sich die Kolben auf und ab bewegen, werden Zylinder genannt. Die Innenseite des Zylinders ist nicht völlig glatt, da sich das Öl dann leicht entlang des Kolbens vom Kurbelgehäuse in den Brennraum bewegen könnte. Daher wurden Honnuten angebracht. Das Prinzip des Honens wird auf dieser Seite weiter beschrieben.
Die Größe der Zylinder bestimmt den Hubraum des Motors. Für jeden Motortyp wird ein Hubraum von beispielsweise 1.6, 2.0 oder manchmal 6.0 Litern verwendet. Das bedeutet (bei einem 1.6), dass in allen Zylinderräumen zusammen 1,6 Liter Luft Platz finden. Der Raum wird zwischen dem Kolben, der sich im ODP befindet (d. h. ganz unten und beginnt mit dem Kompressions- oder Auslasstakt), und dem Zylinderkopf gemessen. Je größer der Hubraum, desto höher/breiter sind die Zylinder. Dies hängt auch von der Bohrung (dem Durchmesser des Zylinders) und dem Hub (der Höhe des Zylinders) ab.
Mit den Daten Bohrung x Hubvolumen kann der Hubraum berechnet werden. Weitere Informationen zum Hubraum und zum Bohrungs-x-Hub-Volumen finden Sie auf der Seite Zylinderinhalt berechnen.
Weitere Informationen zum 4-Takt-Verfahren finden Sie auf den Seiten Benzinmotor en Dieselmotor.

Zylinderhülsentyp:
Die Zylinder können direkt in den Motorblock gebohrt, als kompletter Motorblock in einem Stück gegossen werden oder aus separat eingesetzten Buchsen bestehen. Gebohrte oder gegossene Zylinder werden als trockene Zylinderlaufbuchsen bezeichnet, die einzelnen Zylinderlaufbuchsen werden auch als nasse Zylinderlaufbuchsen bezeichnet. Nasse Buchsen können separat ausgetauscht und von Hand angebracht werden. Sie kommen direkt mit dem Kühlmittel in Kontakt und haben eine dickere Wandung als Trockenbuchsen. Schließlich müssen sie für sich genommen ausreichend stark sein. Um zu verhindern, dass Flüssigkeit durch die nassen Zylinderlaufbuchsen in die Ölwanne gelangt, werden zusätzliche Dichtungen verwendet.
Bei Motoren mit Luftkühlung bilden die Zylinder eine separate Einheit, sie sind mit Kühlrippen ausgestattet und am Kurbelwellengehäuse montiert. Die Oberfläche der Rippen hängt vom Grad der erforderlichen Kühlung ab.

Bei der Demontage eines Zylinderkopfes von einem Motorblock mit losen Zylinderlaufbuchsen muss besonders darauf geachtet werden, dass sich die Laufbuchsen nicht nach oben verschoben haben. Ansonsten kann es beim Austausch des Zylinderkopfes zu Problemen kommen.
Um dies zu überprüfen, muss eine Art großes Lineal oder ein gerades Stück Eisen über die gesamte Breite des Motorblocks gelegt werden. Sollte eine Zylinderhülse überstehen, fällt dies sofort auf. Anschließend kann die Zylinderhülse mit leichtem Kraftaufwand (vorsichtig!) heruntergeklopft werden.
Das Bild rechts zeigt einen Motor mit nassen Zylinderlaufbuchsen und das Bild unten einen Motorblock mit gegossenen oder gebohrten Zylindern.
Die Kopfdichtung wird zwischen Motorblock und Zylinderkopf montiert. Die Kopfdichtung sorgt für die Abdichtung zwischen den Zylindern und zwischen den Öl- und Kühlmittelkanälen.

Honen:
Eine Zylinderwand ist innen nicht glatt. Wäre es glatt und würde sich der Kolben darin auf und ab bewegen, würde immer eine Menge Schmieröl vom Kolben entlang der Zylinderwand oben im Brennraum zum Kolben fließen. Und genau das ist nicht die Absicht. Auch nach längerem Stillstand des Motors befindet sich kein Motoröl mehr zwischen Kolben und Zylinderwand. Der Motor würde dann eine Weile „trocken“ laufen, bevor wieder Motoröl am Kolben hochkriecht. Um dies zu verhindern, wurden kleine Honnuten in die Zylinderwand eingebracht. (Auch auf der Seite des Kolbens, aber das wird später besprochen). Honnuten sind nichts anderes als kleine Kratzer, die in einem bestimmten Winkel in die Zylinderwand eingebracht werden und in denen das Öl teilweise verbleibt.

Die Honnuten werden normalerweise in einem Winkel von 47 Grad, manchmal auch 90 Grad, zueinander mit einem speziellen Honwerkzeug auf einem Bohrer hergestellt. Spezielle Honwerkzeuge sind in den Bildern unten dargestellt.

Das Honen des Zylinders muss sehr sorgfältig erfolgen. Zu wenige Honnuten führen zu einem höheren Ölverbrauch und zu viele zu Schäden an der Schutzschicht in der Zylinderwand.

Bei der Motorüberholung wird manchmal auch der Zylinder aufgebohrt und ein übergroßer Kolben eingesetzt. Dann erhöht sich der gesamte Hubraum des Zylinders und ein erneutes Honen ist erforderlich. Auch Motoren, die stark unter Ölverbrauch leiden, bei denen die Rillen rutschig geworden sind, oder Motoren, die einen leichten Kratzer in der Zylinderwand haben, können mit Honwerkzeugen repariert werden. Wenn sich in der Zylinderwand ein tiefer Kratzer befindet, beispielsweise durch einen Gegenstand, der in den Brennraum gelangt ist, kann der Kratzer so tief sein, dass ein Honen nicht mehr sinnvoll ist. Lediglich bei einem übergroßen Kolben ist das Aufbohren der Zylinderwand sinnvoll, ansonsten muss ein neuer Motor eingebaut werden.

Der Kolben muss außerdem an den Seiten leichte Rillen aufweisen. Diese haben auch die Aufgabe, etwas Öl zur Schmierung zurückzuhalten. Wenn die Kolben rutschig sind und die Honstruktur verschwunden ist, kann der Ölverbrauch ansteigen. Die beste Maßnahme hierfür ist der Austausch der Kolben und die Kontrolle der Honnuten in der Zylinderwand.

Die Honnuten können (schneller) verschleißen, wenn die Fahrbedingungen nicht optimal sind, wie zum Beispiel:

Zu schnelles Fahren mit kaltem Motor: Der Kolben wird durch die Gleitbahnkraft stark gegen die Zylinderwand gedrückt, während der Motor noch nicht die Betriebstemperatur erreicht hat und sich der Kolben aufgrund der Temperatur noch nicht richtig ausgedehnt hat. Weitere Informationen zum Ausschalten des Kolbens finden Sie auf der Seite Kolben.
Mangelnde Schmierung oder viel zu langes Fahren mit altem (dickem) Öl und damit auch mangelnder Schmierung.

Zylinderanordnungen:
Es gibt Zwei-, Drei-, Vier-, Fünf-, Sechs-, Achtzehn- und Zwölfzylinder. Bugatti hat sogar den Sechzehnzylinder im Veyron. Die Zylinder können vertikal hintereinander angeordnet werden. Man spricht dann von einem Reihenmotor.
Der Zylinder kann auch V-förmig bei 60 oder 90 sein. Das sind V-Motoren. Sind die Zylinder waagerecht links und rechts der Kurbelwelle angeordnet, handelt es sich um einen Boxermotor.
Je mehr Zylinder ein Motor hat, desto regelmäßiger läuft er und desto gleichmäßiger wird das Drehmoment abgegeben. Immerhin gibt es mehr Krafthübe verteilt auf zwei Drehfrequenzen bzw. 720 Grad der Kurbelwelle. Auch das Schwungrad kann mit einer größeren Zylinderzahl leichter gebaut werden. Ausgleichswellen, die bei 2- und 3-Zylinder-Motoren erforderlich sind, um die durch die Vibrationen der Arbeitstakte verursachten Motorvibrationen zu dämpfen, sind bei einem 8-Zylinder-Motor nicht erforderlich.

Reihenmotor: Die Zylinder sind vertikal hintereinander angeordnet. Diese Anordnung ist die gebräuchlichste. Moderne Reihenmotoren bestehen meist aus 4 Zylindern, mittlerweile findet man aber auch die sparsamen und umweltfreundlichen 3-Zylinder beispielsweise im VW Polo und die 2-Zylinder im Fiat. BMW platziert die 6 Zylinder immer in Reihe, niemals in V-Form.
V-Motor: Die Zylinder stehen in einem Winkel von 60 oder 90 Grad. Die gebräuchlichsten Motoren sind die V6- und V8-Motoren.
Es gibt auch V5-, V10- und V12-Motoren. Der V12-Motor hat 6 Zylinder auf der einen Seite der V-Form und die anderen 6 auf der anderen Seite.
VR-Motor: Eine Kombination aus Reihen- und V-Motor. Dies wird vor allem von Volkswagen genutzt, das für die VR5- und VR6-Motoren bekannt ist. Bei einem Golf R32 stehen die Zylinder in einem Winkel von 15 Grad zueinander. Hier vereinen sich die Vorteile von Reihen- und V-Motor. Bei einem Reihenmotor besteht der Vorteil darin, dass der Motor mit 1 Zylinderkopf ausgestattet werden kann und bei einem V-Motor können die Kräfte vom Kolben/Pleuel in einem größeren Winkel zueinander auf die Kurbelwelle übertragen werden.

W-Motor: Die Zylinder haben eine W-Form. Dieses kam in den W12-Motoren des VW Touareg, des Pheaton, des Audi und des Q7 zum Einsatz.
Man kann sich diese Motoranordnung tatsächlich als zwei V-Motoren auf einer Kurbelwelle vorstellen. Der Vorteil eines W-Motors besteht darin, dass aufgrund der Anzahl der Zylinder die Länge des Blocks im Vergleich zum V-Motor reduziert ist. Zwischen Kühler und Paravanplatte bleibt etwas mehr Platz. Dies bedeutet, dass sich die Abstände zwischen den Querträgern auf der Seite des Motorblocks verringert haben.
Reparaturarbeiten und Wartungsarbeiten (z. B. Zündkerzenwechsel) werden dadurch nicht einfacher. Um die Zylinderköpfe zu zerlegen, muss der komplette Motor aus dem Auto ausgebaut werden.

Boxermotor: Die Zylinder sind horizontal in einem Winkel von 180 Grad angeordnet.
Die Zylinder werden horizontal im Winkel von 180 Grad einander gegenübergestellt. Der Vorteil dieses Boxermotors besteht darin, dass der Schwerpunkt des Fahrzeugs sofort tiefer liegt. Außerdem wird der Motor weniger unter Vibrationen leiden, da sich die Kolbenschwingungen gegenseitig aufheben. Der Motor ist dadurch wesentlich besser ausgewuchtet und benötigt keine separaten Ausgleichswellen. Boxermotoren werden sowohl in Pkw als auch in Motorrädern eingesetzt. Subaru ist dafür bekannt, einen Boxermotor zu verwenden, ebenso wie der Citroën 2CV und der alte VW Käfer.

Schießbefehl:
Die Zündreihenfolge ist die Reihenfolge, in der das Gemisch nacheinander in den Zylindern gezündet wird. Die Zündfolge hängt von der Konstruktion des Motors und der Form der Lastverteilung über die Kurbelwelle ab. Die Tabelle zeigt die üblichen Schussbefehle.

Motortyp:	Anzahl der Zylinder:	Schießbefehl:
Reihenmotor:	3	1-3-2
	4	1-3-4-2 of 1-2-4-3
	5	1-2-4-5-3
	6	1-5-3-6-2-4 of 1-5-4-6-2-3 of 1-2-4-6-5-3 of 1-4-2-6-3-5 of 1-4-5-6-3-2
	8	1-6-2-5-8-3-7-4 of 1-3-6-8-4-2-7-5 of 1-4-7-3-8-5-2-6 of 1-3-2-5-8-6-7-4
V-Motor:	4	1-3-2-4
	6	1-2-5-6-4-3 of 1-4-5-6-2-3
	8	1-6-3-5-4-7-2-8 of 1-6-2-8-3-7-4-5 of 1-3-7-2-6-5-4-8 of 1-5-4-8-6-3-7-2 of 1-8-3-6-4-5-2-7
	10	1-6-5-10-2-7-3-8-4-9
	12	1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 of 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
Boxermotor:	4	1-4-3-2
	6	1-6-2-4-3-5