Pleuelstangen

Serienausführungen Pleuelstangenverhältnis Tuning-Pleuel Pleuelschrauben

CroMoly-Pleuelstangen für Renneinsatz  (CB Performance Super Race Rod)

Serienausführungen

VW verwendet für die Serienpleuel eine unlegierte Kohlenstoff-Stahllegierung im Gesenkschmiedeverfahren, da dieses Bauteil hohen Zug- und Druckkräften durch Gas- und Massenkräfte unterworfen wird. Der Pleuelschaft ist H-förmig geschmiedet. Große Radien verbinden den Schaft mit dem Pleuelauge (Kolben) und dem Pleuelkopf (Kurbelwelle). Der Pleuelkopf ist gerade geteilt ausgeführt, um eine Montage auf einer ungeteilten Kurbelwelle zu ermöglichen. Das Pleuelauge ist stets geschlossen.

Ein Pleuellagerdeckel ist mit dem Pleuellagerfuß mittels Durchsteckschrauben verbunden. Diese Schrauben werden von der Pleuelaugenseite verschraubt, um einen großen Freigang zum Kurbelgehause zu erreichen.

Die Pleuelgewichte dürfen sich bei den Pleueln eines Motors nur um 5 Gramm unterscheiden. Die Pleuellänge (Mitte Auge zu Mitte Kopf) beträgt vom 1300 cm³ - Motor aufwärts 137 mm. In Zusammanhang mit der Serienkurbelwelle (69 mm Hub) ergibt dies ein Pleuelstangenverhältnis von 1,98. Das Kurbelwellenlager hat einen Durchmesser von 55 mm.

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Pleuelstangenverhältnis

Das Pleuelstangen- oder Schubstangenverhältnis ist hier definiert als der Quotient aus Pleuellänge (Mitte Auge zu Mitte Kopf) dividiert durch Kurbelwellenhub. Das Pleuelstangenverhältnis steigt also mit zunehmender Pleuellänge oder kleiner werdendem Hub. Bei einer Vergrößerung des Pleuelstangenverhältnisses und konstantem Hub

• verringern sich die Massenkräfte zweiter Ordnung,
• verkleinern sich die Reibungskräfte zwischen Kolben und Zylinderwand,
• verbreitert sich der Motor und
• steht mehr Raum für Ausgleichsgewichte an der Kurbelwelle zur Verfügung.

Ein größeres Pleuelstangenverhältnis (z.B. durch ein längeres Pleuel) läßt nach der Kinematik des Kurbeltriebs die mittlere Kolbengeschwindigkeit geringfügig absinken. Dadurch und durch kleinere Seitenkräfte auf den Kolben werden Kolbenringe und Zylinderwände geschont. Anderesseits füllen sich die Zylinder während des Ansaugtaktes langsamer mit Frischladung. Bei höheren Drehzahlen wird dieser Füllungsnachteil jedoch wieder ausgeglichen. Deshalb liegt das Leistungsmaximum eines solchen Motor tendenziell bei etwas höheren Drehzahlen.
Ein vergleichsweise kurzes Pleuel läßt mit einer geringfügig höheren Kolbengeschwindigkeit die Zylinder "schneller" füllen, so daß mehr Leistung bei niedrigen Drehzahlen ansteht. Der Drehzahlbereich eines solchen Motors ist dann nach oben durch Strömungsverluste eher eingeschränkt.

Drag Race Motoren verwenden daher lange Pleuel, da sie bei hohen Drehzahlen gefahren werden während bei Drehmomentmotoren (Bergrennen, Rallye, ...) eher Serienpleuellängen zum Einsatz kommen. Die Möglichkeiten einen Motor über das Pleuelstangenverhältnis abzustimmen sind jedoch gering, weil die verfügbaren Pleuel in der Praxis nur eine Längenänderung von ca. 7% zulassen (siehe Tabelle unten).

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Tuning-Pleuel

Pleuel für leistungsgesteigerte Motoren müssen folgende Anforderungen erfüllen:

• ausreichende Festigkeit durch hochlegierte Vergütungsstähle, Titan- oder Al-Legierungen
• ausreichende Steifigkeit durch Formgebung, z.B. H-Profil
• reduzierte Kerbempfindlichkeit der Oberfläche (Polieren)
• hinreichender Freigang zum Kurbelgehäuse (bearbeiteter Pleuelkopf und Verschraubung) bei Verwendung einer Kurbelwelle mit 74 mm oder 76 mm Hub
• wenig Kubelgehäusebearbeitung erforderlich bei Kurbelwellen mit Hub größer gleich 78 mm
• geringe Masse (Titan, Kombination von Aluminium mit Stahl in USA verbreitet)
• elektromagnetische Rißprüfung (Magnaflux)
• Längentoleranz eines Satzes kleiner als 0,25 mm
• Gewichtstoleranz innerhalb eines Satzes kleiner als 5 Gramm
• Pleuel an Kopf und Auge auf +/- 0,5 bis 1,0 Gramm austariert

Serien-Pleuel mit rund bearbeitetem Deckel (ab 74 mm Hub erforderlich)

Auswahl einiger Tuning-Pleuelstangen:
 

Für sogenannte "Chevy-Pleuel" mit 50,8 mm (2 Zoll) Durchmesser des Kurbelwellenauges sind speziell abgestimmte Kurbelwellen ab 84 mm Hub mit 51 mm Chevy-Kurbelwellenzapfen im Handel erhältlich. Gene Berg Enterprises, (USA) erachtet diese Kurbelwellen als wenig geeignet, da zu schwach im Kurbelzapfendurchmesser. Porsche 912 Pleuel weisen eine Breite des Kurbelwellenlagers von 20,0 mm auf während VW Serienpleuel 22,7 mm messen. Rennpleuel, wie z.B. Super Race Rods oder Carillo Rods bestehen i.d.R. aus geschmiedetem Chrom-Molybdän-Stahl (US-Werkstoffnummer 4310) bestehen

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Pleuelschrauben

Pleuelschrauben sind in mehreren Qualitäten erhätlich und sollten den verwendeten Pleuelstangen und dem Einsatzzweck angepaßt sein.

• Serie: rostfreier Stahl
• Chrom-Molybdän-Stahl (US-Werkstoffnummer 4130)
• Wärmebehandelter, hochfester Chrom-Molybdän-Schmiedestahl (US-Werkstoffnummer 8740, sogenannte ARP-2000 Bolts)

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