Wie Kolben in Automobilmotoren funktionieren

Kolben sind ein wesentlicher Bestandteil aller verbrennungsbetriebenen Automobilmotoren. Die meisten Fahrzeuge haben einen einzelnen Kolben pro Motorzylinder. Wenn Sie beispielsweise ein Vierzylinderfahrzeug fahren, wird dieses wahrscheinlich vier Kolben haben. Wenn Sie dagegen ein Sechszylinder-Fahrzeug fahren, wird es wahrscheinlich sechs Kolben haben. Da sie jedoch im Motor selbst vergraben sind, sind diese Kolben nicht zu sehen. Was genau sind Kolben und wie funktionieren sie? 

Die Grundlagen von Kolben

Kolben sind zylinderförmige Metallbauteile, die Wärme und Druck in mechanische Energie umwandeln sollen. Sie verfügen über Dichtungen, sogenannte Kolbenringe, die sie vor Undichtigkeiten im Inneren des Zylinders schützen. Kolben sind ebenfalls an einer Pleuelstange befestigt. Die Pleuelstange verbindet oder „verbindet“ die Kolben mit der Kurbelwelle.

Woraus bestehen Kolben?

Unterschiedliche Kolben bestehen aus unterschiedlichen Materialien. Einige von ihnen bestehen aus Edelstahl, während andere Kolben aus Kohlenstoffstahl bestehen. Kolben aus rostfreiem Stahl bieten einen besseren Korrosionsschutz, Kolben aus Kohlenstoffstahl sind jedoch in der Regel stärker. 

Sie können sogar Kolben aus Aluminiumlegierungen finden. Kolben aus Aluminiumlegierung sind robust, leicht und korrosionsbeständig. Unabhängig davon handelt es sich bei allen Kolben um zylinderförmige Metallbauteile, die Wärme und Druck in mechanische Energie umwandeln.

Wie Kolben funktionieren

Die Mechanik von Kolben ist relativ einfach. Verbrennungsbetriebene Automobilmotoren erzeugen Hitze und Druck. Wenn Sie den Motor Ihres Fahrzeugs anlassen, beginnt im Brennraum ein Gemisch aus Luft und Kohlenstoff zu brennen. Hitze und Druck sind Nebenprodukte dieses Prozesses. Kolben erzeugen mechanische Energie aus der Hitze und dem Druck im Inneren der Brennkammer.

Kolben sind so konzipiert, dass sie sich nach unten bewegen. Beim Aufwärtshub dringen sie in die Brennkammer ein. Dadurch wird eine Verbrennung ausgelöst, bei der Kraftstoff und Luft verbrannt werden. Durch die Verbrennung dieses Kraftstoffs und dieser Luft werden die Kolben wieder nach unten gedrückt, wodurch mehr Kraftstoff und Luft in die Brennkammer gedrückt werden. 

Kolben sind mit der Kurbelwelle verbunden, die die mechanische Energie aufnimmt. Als Reaktion auf die Verbrennung bewegen sich die Kolben auf und ab. Während sie diese Auf- und Ab-Zyklen ausführen, drehen sie die Kurbelwelle. Pleuel verbinden die Kolben mit der Kurbelwelle. Wenn sich also die Kolben bewegen, bewegt sich auch die Kurbelwelle.

Die Aufgabe der Kurbelwelle besteht darin, lineare Bewegungen in rotary umzuwandeln. Ohne Kolben kann es diese Aufgabe nicht erfüllen. Die Kurbelwelle kann sich nur drehen, wenn sich die Kolben auf und ab bewegen.