Verhältnis von Reichweite zu Durchmesser

Dies ist ein sehr wichtiges Thema in der Motorkonstruktionsphase, nämlich das Verhältnis von Kolbenhub zu Kolbendurchmesser, auch Hub-Durchmesser-Verhältnis genannt.
Im Allgemeinen verwenden schnelllaufende Motoren große Kolben mit kurzen Hüben und langsamlaufende Motoren kleine Kolben mit großen Hüben.
Bei der Auswahl des Reichweite-Durchmesser-Verhältnisses müssen jedoch der Konstruktionszweck des Motors und das Ziel der Leistungssteigerung berücksichtigt werden.

Der Einfluss des Kolbenhubs auf die Motorleistung

Bei konstanter Motordrehzahl und zunehmendem Hub erhöht sich die durchschnittliche Kolbengeschwindigkeit proportional.
Die durchschnittliche Kolbengeschwindigkeit ist ein wichtiger Parameter, der den Grad der Motorverstärkung charakterisiert.
Die durch die Erhöhung der durchschnittlichen Kolbengeschwindigkeit verursachten Probleme sind:
1. Der Reibungsverlust nimmt zu und der mechanische Wirkungsgrad nimmt ab; die thermische Belastung der Kolbenbaugruppe steigt und es sind Öle mit hoher Temperaturbeständigkeit und hoher Belastbarkeit erforderlich;
2. Die Trägheitskraft nimmt zu und die mechanischen Vibrationen und Geräusche nehmen zu;
3. Mit zunehmender Lufteinlass- und Auslassströmungsrate wird der Lufteinlasswiderstand größer, was die Aufpumpeffizienz verringert.

Der Einfluss des Kolbendurchmessers auf die Motorleistung

Ein großer Kolbendurchmesser erhöht die thermische Belastung von Motorzylindern, Kolben, Zylinderköpfen, Ventilen und anderen Teilen.
Bei Benzinmotoren ist das Klopfen begrenzt und der Zylinderdurchmesser überschreitet im Allgemeinen 100 mm nicht. Für den Zylinderdurchmesser eines Ottomotors gibt es keine untere Grenze.
Der Zylinderdurchmesser von Pkw-Dieselmotoren liegt in der Regel zwischen 80 und 160 mm.

Die Wahl des Verhältnisses von Weg zu Durchmesser

Das Reichweite-zu-Durchmesser-Verhältnis schnelllaufender Ottomotoren liegt im Allgemeinen zwischen 0,7 und 1,0.
Das Verhältnis von Reichweite zu Durchmesser liegt bei Dieselmotoren im Allgemeinen zwischen 1,05 und 1,2. Das Verdichtungsverhältnis des Dieselmotors ist hoch und der Kolbenhub länger.