Der Kolben hat die Aufgabe, die Energie aus der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in mechanische Energie umzuwandeln. Es gibt sieben verschiedene Arten von Kolben: Hubkolben, Flachkolben, W-Kolben, Boxerkolben, Dieselkolben, Turbokolben und Kompressionskolben. Welcher davon in einem Auto verbaut wird, hängt von mehreren Faktoren ab. Erfahre im Folgenden genauer, was ein Kolben ist, wie er aufgebaut wird und wie er funktioniert.
Grundlagen und Aufbau eines Kolbens
Ein Kolben im Motor ist ein zylindrisches Bauteil, das sich innerhalb des Zylinders auf und ab bewegt. Er hat eine Kolbenkrone, welche die Oberseite bildet, und einen Kolbenbolzen, der ihn mit der Pleuelstange verbindet. Der Motor-Kolben-Aufbau ist darauf ausgelegt, dass er innerhalb des Zylinders die Energie aus der Verbrennung in mechanische Energie umwandeln kann. Dazu presst er zunächst das Kraftstoff-Luft-Gemisch zusammen, sodass es durch die Zündkerze (beim Benzinmotor) oder durch die erhöhte Verdichtung (beim Dieselmotor) entzündet und zur Explosion gebracht wird. Die daraus gewonnene Energie wiederum treibt den Kolben nach unten und die so entstehende Auf- und Abbewegung des Kolbens treibt den Motor an.
Wie funktioniert ein Kolben?
Der Auto-Kolben arbeitet in einem Vier-Takt-Motor nach einem wiederkehrenden Zyklus von vier Schritten, den sogenannten Arbeitstakten:
Durch die hohen Temperaturen und den Druck bei der Verbrennung wird der Kolben im Motor stark beansprucht. Er muss daher aus hitzebeständigen Materialien, wie Aluminiumlegierungen, gefertigt sein. Rund um den Kolben sind kleine Metallringe – sogenannte Kolbenringe – angebracht. Sie dichten den Raum zwischen dem Kolben und dem Zylinder ab, um den Druckverlust während der Verbrennung zu minimieren und Schmieröl im Zylinder zu halten. Dies ermöglicht eine effiziente Energieumwandlung und verringert den Verschleiß.
Der Kolben als wichtiger Teil des Motors: Ein Fazit
Der zylindrische Kolben ist im Motor dafür zuständig, die Energie aus dem verbrannten Kraftstoff in mechanische Energie umzuwandeln. Das passiert, indem er das Gemisch aus Kraftstoff und Luft zusammenpresst, sodass es durch den Funken der Zündkerze (beim Benziner) oder durch die Verdichtung selbst (beim Diesel) explodiert. Die daraus entstehende Kraft ist die Basis des Motorantriebs.
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