Spezialanfertigung von Pleuel / Pleuelstangen

Die heutigen Motoren stellen höhere Anforderungen an die Zylinderkomponenten als je zuvor. So spielen höhere Betriebstemperaturen und -drücke, besonders höhere Drehzahlen eine entscheidende Rolle in der Motorenentwicklung. Gleichzeitig wird Wert auf die Reduzierung der Emissionen gelegt. All diese Faktoren haben den Bedarf an innovativen Konzepten und Materialien geschaffen, die leistungsfähiger sind als alles, was zuvor existierte. Das wichtigste Bauteil für die Übertragung von Kräften und Bewegungen, ist die Pleuelstange. Diese ist wechselnden Belastungen und immer höheren Belastungen ausgesetzt. Das Gewicht der Pleuel oder auch Pleuelstange soll jedoch immer geringer werden.

Was ist ein Pleuel oder auch eine Pleuelstange

Eine Pleuelstange überträgt Energie vom Motor auf die Kurbelwelle und schließlich auf die Antriebsmechanismen. Es ist die entscheidende Komponente eines Motors, der die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umwandelt, um das Fahrzeug zu bewegen. Die Pleuelstange des Verbrennungsmotors ist am anfälligsten für Ausfälle. Es erhält die höchsten Beanspruchungen aller Motorkomponenten.

Die Funktion eines Pleuel

Die Pleuelstange oder Pleuelstange stellt die Verbindung zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle her. Es wandelt die lineare Bewegung von oben nach unten des Kolbens in eine kreisförmige Bewegung der Kurbelwelle um und ist daher Spannung, Druck und Biegung ausgesetzt.

Die Pleuelstange ist mit einem Gleitlager am Kurbelzapfen der Kurbelwelle montiert. Der Lagerdeckel am großen Ende wird mit Expansionsschrauben am großen Ende befestigt. Die Pleuelstange wird in den meisten Fällen hohl gebohrt oder mit einem eingegossenen Ölkanal angeboten, um den Kolbenbolzen mit Schmiermittel zu versorgen.

Damit die Pleuelstang sowohl leicht als auch widerstandsfähig ist, besteht er meist aus folgenden Materialien:

Pleuel mit großem Volumen werden geschmiedet, gegossen oder gesintert. Geschmiedete Pleuel haben ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bei geringeren Kosten als gesinterte Pleuel. Die Herstellung von Lieferketten ist jedoch relativ teuer.

Wann müssen Pleuel getauscht werden?

Die Pleuelstangen müssen nur bei einem Totalausfall ausgetauscht werden.

Was ist beim Motortuning zu beachten?

Wenn durch die Einstellung des Motors eine signifikante Steigerung der Fahrzeugleistung erzielt wurde, müssen verschiedene serienmäßig installierte Komponenten der Kraftfahrzeugtechnik ausgetauscht werden, da diese für andere Belastungsgrenzen ausgelegt sind. Eines dieser Teile ist die Pleuelstange, die ausgetauscht werden muss, wenn die Leistung erheblich zugenommen hat.

Hier mal zwischendurch ein Beispielvideo von der Herstellung eines Pleuels für ein Motorenmodel.

Warum muss man Pleuel beim Tuning ersetzen?

Bei 4-Takt-Verbrennungsmotoren, die nach dem Prinzip des Hubkolbens arbeiten, transportiert die Pleuelstange die kinetische Energie zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle. Die Pleuelstange ist durch Lager beweglich mit dem Kolben und der Kurbelwelle verbunden. Kräfte aus der Zylinderkammer werden über die Pleuelstange vom Kolben auf die Kurbelwelle übertragen.

Wenn Sie den Druck / die Kraft erhöhen, die während der Verbrennung in der Zylinderkammer auftreten (z. B. mit einem Motorsport-Turbolader), muss im Falle extremer Leistungssteigerung auch das Innere des Motors an diese höhere Kraftübertragung angepasst werden. Bei diesen extremen Umbauten sind speziell entwickelte geschmiedete / gehärtete Kolben, Pleuel und Kurbelwellen zu empfehlen. Diese Komponenten überzeugen durch extreme Leistung und reduziertes Gewicht. Die rotierenden Massen werden somit parallel reduziert.

Welche Arten von Pleueln gibt es?

I-förmige Pleuel

Die Pleuel mit I-Schaft sind so benannt, weil der Schaft beim Schneiden wie ein großes “I” aussieht. Pleuel mit I-Schaft sind die gebräuchlichsten Pleuel und werden daher häufig in Reihe geschaltet. Sie sind kostengünstig herzustellen und halten im Allgemeinen mehr Motoren in Serie aus, als sie sollten. In der Serienproduktion waren die Pleuel der I-Schaft häufig schwerer als die der H-förmigen Schaft. Bei Hochleistungspleuel aus I-Trägerstahl kann dies im Allgemeinen nicht genannt werden. Sie sind sehr leicht und vertragen oft bis zu 1000 PS, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass sie aus Feststoffen gefräst sind und aus hochfestem Stahl bestehen.

Pleuel mit H-förmigem Schaft

Die Pleuel mit H-förmigen Schaft sehen im Querschnitt wie ein großes “H” aus, weshalb sie diesen Namen haben. Sie sind für Motoren ausgelegt, die bei niedriger Drehzahl mit hoher Leistung arbeiten (normalerweise mit Turbolader oder Kompressor). Diese sind optimal, um dem Druck der Druckfestigkeit standzuhalten.

X Schaft

Die Pleuel mit X-förmiger Schaft sind die neuesten Errungenschaften der Pleuelhersteller. Sie sollten als eine Art Hybrid zwischen dem I-Schaft und dem H-Schaft verstanden werden und die besten Eigenschaften ihrer Vorgänger kombinieren. Diese Pleuel haben einen großen Querschnitt und verteilen so die Spannungsbelastung optimal auf die gesamte Pleuelstange. Dank der hohen Steifigkeit und Rissbeständigkeit sind sie für den Rennsport geeignet.

Welche Pleuel für welchen Motor?

Bisher können die Pleuel leicht reißen, wenn die Zugbelastung zu groß ist, da diese Kraft linear ist. Der Widerstand einer unter Spannung stehenden Stange hängt hauptsächlich von ihrem Querschnitt und dem Material ab. Anders ist die Situation bei getunten Motoren, bei denen Druckkräfte auf die Pleuel wirken. Die Pleuel biegen sich hier, weil diese Kräfte nicht gerade sind. Dabei spielt die Form der Pleuelstange eine große Rolle. Ein H-Schaft ist leichter als ein I-Schaft und kann diese Kräfte besser verkraften. Er ist daher stabiler gegen Druckkräfte bei geringerem Gewicht und daher besser für getunte Motoren geeignet.

Wir sind jetzt in der Lage, Pleuel aus verschiedenen Abschnitten und Materialien für alle Anwendungsbeispiele herzustellen. Eine H-förmige Pleuelstange ist daher nicht unbedingt besser oder schlechter als eine Pleuelstange einer anderen Form. Alles hängt vom Design und dem Material ab.

Daher sollten Sie bei der Auswahl Ihrer Pleuel auf die Leistung achten, für die sie ausgelegt sind. Schauen Sie sich auch das Material an und verwenden Sie keine Pleuel mit mangelnder Qualität. Diese können zu schnell reißen oder sich verbiegen, was den gesamten Motor ruinieren kann.

Spezialanfertigung von Pleuel / Pleuelstangen

Hier einige Bilder von einer Anfertigung. Die Abmessungen wurden im Rahmen der Motorentwicklung von MSM Motorenservice Müller aus Dresden vorgegeben bzw. berechnet.

Hinweis: In der Vergangenheit spielte die Form einer Pleuelstange eine viel wichtigere Rolle als heute. Es kommt nun darauf an, aus welchem ​​Material eine Pleuelstange hergestellt wird und wie sie hergestellt wurde. In jedem Fall sollten Sie nur hochwertige Pleuelstangen verwenden, um Ihren Motor nicht zu beschädigen. Dies gilt insbesondere für die Leistungssteigerung.

Pleuellager & Pleuellagerschaden

Wie oben erwähnt dient das Pleuel dazu die Auf- und Abbewegung der Zylinder im Motor in eine kreisförmige Bewegung umzuwandeln. Das Pleuel selbst ist in zwei Halbschalen untergebracht (Pleuellager), wo Reibung entsteht. Wenn die Pleuellager über einen längeren Zeitraum hinweg keine sachgemäße Wartung erhalten, erleiden diese Schalen irreparablen Schäden. Keine sachgemäße Wartung wäre zum Beispiel, wenn an hochwertigem Motoröl gespart wird (Einsatz von Billigöl) oder z.B. der Ölfilter nicht gewechselt wurde. Ein “klackerndes” Geräusch, während der Fahrt, könnte auf einen solchen Pleuellagerschaden hindeuten. Die Reparatur eines Pleuellagers ist grundsätzlich möglich aber sehr zeitaufwendig. Deshalb bringt dieser Schaden entsprechend hohe Kosten mit sich, denn der ganze Motor muss ausgebaut und komplett zerlegt werden. Dauer und Kosten hängen natürlich auch vom Motortyp ab.