V-Motor

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V-Motor eines NSU-Motorrades mit ioe-Ventilanordnung

V2-Motor eines Steherrennen-Motorrades

Der V-Motor ist eine Bauform des Hubkolbenmotors.

Die Zylinder sind dabei in zwei Reihen ("Zylinderbänke") um Winkel zwischen 15° (Sonderfall VR-Motor von VW) und 180° (z.B. Ferrari), üblicherweise 45° bis 90° zueinander geneigt, und die einzelnen einander gegenüber liegenden Zylinder etwas versetzt. Die beliebtesten Winkel sind 60° für V6- und V12-Motoren sowie 90° für V2-, V4- und V8-Motoren.

Bei V-Motoren können die Pleuel der zusammengehörenden Zylinderpaare an derselben Kurbelwellenkröpfung (dies ist der Normalfall) oder an um die Kurbelwellenmitte gegeneinander gedrehten unterschiedlichen Kröpfungen (dies ist der Sonderfall) angelenkt sein.

V-Motoren mit dem ungewöhnlichen Zylinderwinkel von 170° haben die Zündapp-Motorradmodelle KS 600 und KS 601. Erreicht der Zylinderwinkel im Grenzfall 180°, spricht man von einem 180°-V-Motor, nicht zu verwechseln mit einem Boxermotor, bei dem jedes Kolben-Pleuel auf einem separatem Hubzapfen sitzt.

Berühmt wurde der V-Motor auch in den amerikanischen Muscle Cars (z.B. Ford Mustang) und den charakterstarken Motorrädern von Ducati, Moto Guzzi und natürlich Harley-Davidson.

[Bearbeiten] Vor- und Nachteile

Einer der hauptsächlichen Vorteile des V-Motors ist seine geringe Baulänge und die halbierte Anzahl an Kurbelwellenkröpfungen - falls es sich um den Normalfall (s.o.) handelt - im Vergleich zum Reihenmotor. Durch die kompakte Bauweise wird auch etwas Material und damit Gewicht gespart. Ein V12 mit einer sechsfach gekröpften Kurbelwelle ist nur unwesentlich länger als ein Reihenmotor mit sechs Zylindern.

Nachteilig ist bei V4- und V6-Motoren der schlechtere Ausgleich von Massenkräften. V6 werden in PKW oft anstelle von R6-Reihenmotoren eingesetzt, weil sie kürzer sind und nicht so hoch bauen, aber dem steht der Nachteil von Vibrationen und einem rauheren Klang durch freie Massenkräfte gegenüber. Durch eine Ausgleichwelle kann dieser schwingungstechnische Nachteil aber weitgehend kompensiert werden.

Bei V8-Motoren kann man bereits die Massenkräfte erster und zweiter Ordnung völlig ausgleichen, falls der Zylinderbankwinkel 90° beträgt, und ebenso bei V12 mit 60°. Dies ergibt einen nahezu vollständigen Massenausgleich und einen sehr ruhigen Lauf. Beim V8 muss man dafür jedoch in Kauf nehmen, dass die Phasen der Zylinder einer Reihe nicht gleichmäßig verteilt sind. Dies bedeutet, dass die Einlasstakte nicht abwechselnd in der linken und rechten Zylinderreihe erfolgen, sondern unregelmäßig. Dies ist nachteilig für eine gute Zylinderfüllung und eine gleichmäßige Verteilung des Gemischs bzw. der Verbrennungsluft auf alle Zylinder. Dieser Nachteil kann durch eine andere Bauform mit anderer Zündfolge, aber ebenfalls mit vier Kröpfungen und 90° Bankwinkel, vermieden werden. Dann treten aber freie Massenkräfte zweiter Ordnung auf. Diese Bauform wird z. B. von Ferrari verwendet.

[Bearbeiten] Bezeichnungen

Oft wird zur Angabe der Zylinderanordnung eine Kurzschreibweise der Form "V6" benutzt. Hier steht "V" für die Bauform des Motors, "6" für die Anzahl der Zylinder. Üblich sind V12-, V10-, V8-, V6- und auch V4-Motoren in PKWs, V2- und (seltener) V4-Motoren bei Motorrädern (z.B. Yamaha V-Max, Honda VFR 750 R, Ducati Desmosedici).

[Bearbeiten] Unterschied 180°-V-Motor - Boxermotor

Prinzipskizze Boxer - V180°

Die Pleuel gegenüberliegender Kolben sind beim 180°-V-Motor an derselben Kröpfung angelenkt, beim Boxermotor an zwei um 180° versetzten Kröpfungen.
Ein 180°-V12, wie im Ferrari Testarossa hat also sechs Kurbelwellenkröpfungen, ein echter 12-Zylinder-Boxermotor (B12) hat zwölf, und man spricht nicht mehr von einem V-Motor.

Bei einem 180°-V-Motor bewegen sich jeweils zwei gegenüberliegende Kolben im Motor immer gleichzeitig nach links oder rechts, die Massenkräfte addieren sich. Beim Boxermotor bewegen sie sich stets aufeinander zu oder voneinander weg, die Massenkräfte heben sich weitgehend auf (nicht ganz, wegen der axialen Versetzung). Siehe auch die Prinzipskizze, in der das Boxermaschinenprinzip auf der linken Seite zu finden ist. Dargestellt sind die Kurbeltriebe zweier 6-Zylinder-Motoren.

Ob ein Konstrukteur 180°-V-Motor oder Boxermotor wählt, ist auch von 2-Takt- oder 4-Takt-Verfahren abhängig.

Eine Animation, bei welcher man die Anordnung der Zylinder gut sehen kann: auf MPG V12 Animation klicken

Andere Motoren