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Teile-Ratgeber
Kolben
Die wichtigsten Teile deines Motors
Kolben - Klein und extrem wichtig für deinen Motor
Als Motorsportprofis sprechen wir ständig über Kolben. Das liegt daran, dass der Kolben für jeden Motor ein extrem wichtiges Bauteil ist.
Gerade bei der Leistungssteigerung sind wir von der Qualität dieser bedeckelten Hohlzylinder abhängig. Hier muss dieses verhältnismäßig kleine Bauteil viel aushalten. Wofür Kolben da sind, wie sie funktionieren und was sie so wichtig für das Tuning macht, findest du hier.
INHALT
Wofür werden Kolben verwendet?
Die Kolben gehören zum Verbrennungsraum deines Motors und dichten diesen dank der Kolbenringe nach oben hin ab. Kolben sind dazu da, Druck an die Kurbelwelle zu übertragen und dadurch in eine Rotationsbewegung umzuwandeln.
Beim Verbrennungsvorgang wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die ständige Auf-und-Abwärts-Bewegung der Kolben verdichtet und durch die Zündkerze entzündet. Diese kleine Explosion sorgt für viel Druck und Wärme, wodurch der Kolben wieder nach unten gedrückt wird. Hier ist schon ordentlich Hitze im Spiel, die Belastung auf die Bauteile ist also extrem hoch. Wir reden von gut 180bar maximalem Druck und 2000°C Verbrennungstemperatur. Die Kolben selbst kommen auf 350°C, die das Bauteil dauerhaft aushalten muss.
Der Kolben wandelt diese durch Verbrennung entstandene Energie in mechanische Arbeit und die vertikale Bewegung in eine Rotationsbewegung um. Dies passiert, weil die Kolben über die Pleuelstangen mit der Kurbelwelle verbunden sind. Die Pleuel stehen in den meisten Stellungen schräg, weshalb nicht der gesamte Druck weitergegeben werden kann und zusätzlich eine Seitenkraft entsteht, die auf den Kolben wirkt. Stell dir vor, wie alles am Kolben zerrt und drückt. Beim Verbrennungsvorgang ändert sich permanent die Geschwindigkeit der Kolben, was eine zusätzliche Belastung bedeutet.
Kolben sind außerdem dazu da, den Motor vor Abgasen abzudichten. Diese Aufgabe übernehmen die Kolbenringe. Sie reduzieren die Blow-By-Gase, die sich am Kolben „vorbeimogeln“ wollen. Außerdem sorgen sie für eine ausreichende Schmierung der Zylinderwände. Die korrekte Montage der Kolbenringe ist sehr wichtig, um den Motor vor Kolbenfressern zu schützen und Leistungseinbuße zu verhindern. Wir haben deshalb auch eine umfangreiche Anleitung zur Montage von Kolbenringen für dich erstellt.
Wie ist ein Kolben aufgebaut?
Der Aufbau eines Kolbens ist simpel. Ein Kolben ist ein hohler Zylinder mit „Deckel“. Er besteht aus
- Kolbenboden,
- Kolbenkrone (Feuersteg)
- Kolbenringen,
- Kolbenbolzen und
- Kolbenschaft (auch Kolbenhemd genannt).
Der Kolbenboden ist der obere Teil des Kolbens. Er verteilt die Energie, die durch die Verbrennung entsteht, an die anderen Bereiche des Kolbens bis nach unten zur Kurbelwelle. Der Kolbenschaft ist der untere Bereich des Kolbens und führt das Bauteil im Zylinder. Obwohl der Schaft extrem fest sein muss, um unter der hohen Belastung nicht beschädigt zu werden, muss er auch flexibel auf die Verformung des Zylinders reagieren können.
Der wichtigste Bereich des Kolbens ist die Ringzone. Hier werden mindestens zwei Ringe verbaut: Oben liegt der Kompressionsring und unten der Ölabstreifring. Auf dieser Seite siehst du, wie die Ringe richtig montiert werden.
Kolben in Verbrennungsmotoren: Das sind die Unterschiede
Kolben für Dieselmotoren
Dieselkolben haben es schwerer: Hier ist die thermische Belastung viel höher als im Benziner. Deshalb werden hier die Kolbenringe und die Kolbenringnut verstärkt. Das kann zum Beispiel durch Messingbuchsen in der Bolzenbohrung geschehen. Der Kolbenboden wird bei Dieselmotoren außerdem häufig zur Kühlung mit Öl angespritzt. Oft kommt auch ein umlaufender Ölkanal zum Einsatz.
Kolben für Ottomotoren
Kolben für den Ottomotor können mit einer wesentlich geringeren Wandstärke für höhere Drehzahlen sorgen. Hier findest im Boden auch Taschen, die die Ventile im Brennraum aufnehmen. Der Kolbenschaft ist meist beschichtet, um besser durch den Zylinder gleiten zu können.
Kolben-Tuning – Wie kannst du mit Kolben die Leistung steigern?
Kolben spielen im Tuning eine wichtige Rolle, da sie das Herz deines Motors sind. Hier wird vor allem der Kolbenschaft optimiert: Je breiter dieser ist, desto besser kann er mit den enormen Schubkräften umgehen. Gleichzeitig sorgen hochwertige Legierungen und hochfestes Material dafür, dass die Tuning-Kolben auch sehr leicht und stabil sind. Auch die Kolbenringe sind für die Leistungssteigerung optimiert: der Kompressionsring besteht aus gasnitriertem Stahl und der Ölabstreifring ist hakenförmig und dehnbar. Diese Kombi ist unschlagbar, weil sie wesentliche Tuning-Faktoren verbessert: Ölkontrolle, Ringspannung, Reibung, Anpassung und Dichtung.
Kolben-Pflege & Instandhaltung – Was gibt es zu beachten?
Achte darauf, nur Kraftstoff mit der richtigen Oktanzahl zu fahren. Damit schonst du deine Kolben und trägst dazu bei, dass sie zuverlässig und lange ihren Job machen können. Du solltest auch regelmäßig deine Zündkerzen überprüfen und gegebenenfalls erneuern. Das gleiche gilt für dein Motoröl: Verwende passendes Qualitätsöl. Generell solltest du regelmäßig die Ölmenge und den Öldruck im Blick behalten und wenn nötig auch Ölpumpe, Ölfilter und Co ersetzen.
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Hier findest du alles, was man wissen muss:
Sein erstes Auto war ein 1er Polo mit 40er Weber Doppelvergaser und 129 PS. Sein zweites ein Audi 50. Heute tunt Bartek Lamborghinis auf 1000 PS. Schon als kleiner Junge baute Bartek Fahrzeuge auseinander und setzte alles wieder besser zusammen. Das Abitur schrieb er mit Öl an den Fingern. Der gelernte KFZ-Mechaniker mit Schwerpunkt Motoren und Getriebebau wollte unbedingt zum Motorsport. In seinen 10 Jahren bei der Formal 1 betreute er 73 Rennen, unter anderem als Motorenmechaniker von Ralf Schumacher bei Toyota. Seit 2010 widmet er sich voll und ganz seiner Firma BAR-TEK® und hilft seinen Kunden, VW- und Audi-Motoren zur Höchstleistung zu bringen.
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