Die Kurbelwelle ist ein zentrales Bauteil eines jeden Motors. Zu den Aufgaben
der Kurbelwelle gehört die Umwandlung der Pleuelstangenkraft in eine Drehkraft,
um so ein Drehmoment zu erzeugen. Zudem gibt die Kurbelwelle den größten Teil
des Drehmoments, über das Schwungrad, an die Kupplung weiter. Des Weiteren
treibt sie, mit dem kleineren Teil des Drehmoments, die Ventilsteuerung, die
Ölpumpe, eventuell den Zündverteiler, die Motorkühlung und den Generator an.
Beanspruchungen
Die Beanspruchen an die Kurbelwelle sind unterschiedlich. Die Pleuelstangen und Kolben müssen bei jedem Hub von der Kurbelwelle beschleunigt und wieder verzögert werden. Somit treten hohe Beschleunigungskräfte auf. Zudem wirken an der Kurbelwelle große Fliehkräfte. Durch die auftretenden, großen Kräfte wird die Kurbelwelle auf Verdrehung, auf Biegung, und durch Drehschwingungen beansprucht. An den Lagerstellen wird die Kurbelwelle zusätzlich auf Verschleiß beansprucht.
Kurbelwellenmaterialien
Kurbelwellen werden aus legiertem Vergütungsstahl, Nitrierstahl und Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt. Kurbelwellen aus Stahl werden im Gesenk geschmiedet. Der dabei erzielte zusammenhängende Faserverlauf und das dichte Gefüge ergeben eine große Festigkeit. Kurbelwellen welche aus Kugelgraphit hergestellt werden, besitzen eine gute Schwingungsdämpfung.
Aufbau einer Kurbelwelle
Jede Kurbelwelle besitzt die in einer Achse liegenden Wellenzapfen für die Lagerung im Kugelgehäuse. Zudem besitzt jeder Kurbelwelle so genannte Kurbelzapfen zur Aufnahme der Pleuellager. Wellenzapfen und Kurbelzapfen sind jeweils durch Kurbelwangen miteinander verbunden. Durch die Kurbelzapfen und Kurbelwangen ergibt sich eine ungleiche Massenverteilung welche durch Gegengewichte auf der gegenüberliegenden Seite eines Kurbelzapfens ausgeglichen wird.
Von den Wellenzapfen führen Ölbohrungen durch die Kurbelwangen zu den Kurbelzapfen. Einer der Wellenzapfen ist zudem mit seitlichen Anlaufflächen ausgestattet. An diesem Wellenzapfen wird das Führungslager zur axialen Fixierung der Kurbelwelle montiert. Dieses Festlager verhindert die Verschiebung der Kurbelwelle bei Betätigen der Kupplung. Die Zapfen der Kurbelwelle sind an den Randschichten zudem gehärtet und geschliffen. Des Weiteren müssen Kurbelwellen dynamisch ausgewuchtet sein, um den Rundlauf zu gewährleisten. Werkstoffanhäufungen an bestimmten Stellen werden durch Wuchtbohrungen ausgeglichen.
Lage der Kurbelwelle im Motor
Die Kurbelwelle liegt unterhalb der Zylinder und ist durch die Pleuelstangen mit den Kolben verbunden. Auf der Antriebsseite der Kurbelwelle ist das Schwungrad befestigt, an dem die Kupplung angebracht ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist das Kurbelwellenrad angebracht. Das Kurbelwellenrad treibt über einen Zahnriemen oder eine Kette die Nockenwellen und andere Motorbauteile an. Zudem ist auf dieser Seite gegebenenfalls ein Schwingungsdämpfer angebracht.
Form der Kurbelwelle
Die Form der Kurbelwelle wird durch die Zylinderanzahl, die Anzahl der Kurbelwellenlager, der Größe des Hubes, der Anordnung der Zylinder und der Zündfolge bestimmt.
Reparaturen der Kurbelwelle
Schäden der Kurbelwelle sind meist problematisch und betreffen auch andere Bauteile, da die Kurbelwelle mit sehr vielen wichtigen Bauteilen des Motor verbunden ist. Die Lager der Kurbelwelle können verschleißen und in seltenen Fällen auch brechen. Ebenso ist es möglich dass die Kurbelwelle, aufgrund von Verschleiß oder Materialschwäche, bricht. Eine weitere Gefahr ist das Reisen des Zahnriemens oder der Antriebskette, welches ebenfalls die Kurbelwelle beschädigen kann. Je nach Ausmaß des Schadens an der Kurbelwelle ist der Motor komplett zerstört und muss ausgetauscht werden.
Eine Reparatur oder ein Austausch der Kurbelwelle darf nur von qualifizierten Fachwerkstätten durchgeführt werden. Private Reparaturversuche sind oft zum scheitern verurteilt und können zu weitaus größeren Schäden des Motors führen.
