Die Pleuelstange ist das Verbindungsglied, das die Kräfte zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle überträgt. Pleuelstangen müssen stark genug sein, um unter Last starr zu bleiben, und dennoch leicht genug, um die Trägheitskräfte zu reduzieren, die erzeugt werden, wenn die Stange und der Kolben anhalten, die Richtung ändern und am Ende jedes Hubs wieder starten.
Es gibt vier Arten von Pleuelbaugruppen: 1. Einfach 2. Gabel und Blatt 3. Master und Gelenk 4. Split-Typ.
Master-and-Articulated Rod Assembly
Die Haupt- und Gelenkstangenanordnung wird üblicherweise in Sternmotoren verwendet. Bei einem Sternmotor ist der Kolben in einem Zylinder in jeder Reihe über eine Hauptstange mit der Kurbelwelle verbunden. Alle anderen Kolben in der Reihe sind über Gelenkstangen mit der Hauptstange verbunden. Bei einem 18-Zylinder-Motor mit zwei Zylinderreihen gibt es zwei Hauptstangen und 16 Gelenkstangen. Die Gelenkstangen sind aus einer geschmiedeten Stahllegierung entweder in I- oder H-Form konstruiert, was die Querschnittsform angibt. Bronzebuchsen werden in die Bohrungen an jedem Ende der Gelenkstange gepresst, um Achsschenkelbolzen- und Kolbenbolzenlager bereitzustellen.
Die Geberstange dient als Verbindungsglied zwischen Kolbenbolzen und Kurbelzapfen. Das Kurbelzapfenende oder das große Ende enthält das Kurbelzapfen- oder Hauptstangenlager. Flansche um das große Ende sorgen für die Befestigung der Gelenkstangen. Die Gelenkstangen werden an der Hauptstange durch Achsschenkelstifte befestigt, die während der Montage in Löcher in den Hauptstangenflanschen gedrückt werden. Zur Aufnahme des Kolbenbolzens ist im Kolbenende der Geberstange ein Gleitlager, meist Kolbenbolzenbuchse genannt, eingebaut.
Wenn eine Kurbelwelle vom Split-Spline- oder Split-Clamp-Typ verwendet wird, wird eine einteilige Hauptstange verwendet. Die Haupt- und Gelenkstangen werden zusammengebaut und dann auf dem Kurbelzapfen installiert; die Kurbelwellenabschnitte werden dann zusammengefügt. Bei Motoren mit einteiliger Kurbelwelle ist das große Ende der Hauptstange geteilt, ebenso wie das Hauptstangenlager. Der Hauptteil der Hauptstange ist auf dem Kurbelzapfen installiert; Dann wird der Lagerdeckel aufgesetzt und mit der Hauptstange verschraubt. Die Mittelpunkte der Achsschenkelbolzen stimmen nicht mit dem Mittelpunkt des Kurbelzapfens überein. Während also die Mitte des Kurbelzapfens bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle einen echten Kreis beschreibt, beschreiben die Mitten der Achsschenkel eine elliptische Bahn. Die elliptischen Bahnen sind symmetrisch um eine Mittellinie durch den Hauptstangenzylinder. Es ist ersichtlich, dass die Hauptdurchmesser der Ellipsen nicht gleich sind. Somit haben die Verbindungsstangen unterschiedliche Winkelgrade relativ zum Zentrum des Kurbelkröpfungswinkels.
Aufgrund der unterschiedlichen Winkelstellung der Verbindungsstangen und der elliptischen Bewegung der Achsschenkel bewegen sich nicht alle Kolben in jedem Zylinder um den gleichen Betrag für eine gegebene Anzahl von Graden der Kurbelhubbewegung. Diese Variation der Kolbenposition zwischen den Zylindern kann beträchtliche Auswirkungen auf den Motorbetrieb haben. Um die Auswirkung dieser Faktoren auf Ventil- und Zündzeitpunkt zu minimieren, sind die Achsschenkelbolzenlöcher im Hauptstangenflansch nicht gleich weit von der Mitte des Kurbelzapfens entfernt, wodurch die Auswirkung der Winkelstellung der Verbindungsstange in gewissem Maße aufgehoben wird.
Ein weiteres Verfahren zur Minimierung der nachteiligen Auswirkungen auf den Motorbetrieb besteht darin, einen kompensierten Magnetzünder zu verwenden. Bei diesem Magnetzünder hat der Unterbrechernocken eine Anzahl von Nocken, die der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht. Um die Variation der Kolbenposition aufgrund der Winkelstellung der Verbindungsstange auszugleichen, sind die Unterbrechernocken mit ungleichmäßigem Abstand geschliffen. Dadurch können sich die Unterbrecherkontakte öffnen, wenn sich der Kolben in der richtigen Zündposition befindet.
Knöchelstifte
Die Achsschenkelbolzen sind solide konstruiert, bis auf die in die Bolzen gebohrten Ölkanäle, die die Achsschenkelbolzenbuchsen schmieren. Diese Stifte können durch Einpressen in Löcher in den Flanschen der Hauptstange installiert werden, so dass sie daran gehindert werden, sich in der Hauptstange zu drehen. Achsschenkelstifte können auch mit lockerer Passung installiert werden, so dass sie sich in den Hauptstangenflanschlöchern und auch in den Gelenkstangenbuchsen drehen können. Diese werden als vollschwimmende Achsschenkelbolzen bezeichnet. Bei beiden Einbauarten hält eine Sicherungsplatte auf jeder Seite den Achsschenkelbolzen und verhindert eine seitliche Bewegung.
Glatte Pleuelstangen
Glatte Pleuel werden in Reihen- und Boxermotoren verwendet. Das am Kurbelzapfen befestigte Ende der Stange ist mit einer Kappe und einem zweiteiligen Lager ausgestattet. Der Lagerdeckel wird am Ende der Stange durch Schrauben oder Stehbolzen gehalten. Um den richtigen Sitz und das richtige Gleichgewicht zu erhalten, sollten Pleuelstangen immer im selben Zylinder und in derselben relativen Position ersetzt werden.
Gabel-und-Blatt-Stangenbaugruppe
Die Gabel-Blatt-Gestänge-Anordnung wird hauptsächlich in V-Typ-Motoren verwendet. Die gegabelte Stange ist am Ende des Kurbelzapfens geteilt, um Platz zu schaffen, damit die Klingenstange zwischen die Zinken passt. Am Kurbelwellenende der Stange wird ein einzelnes zweiteiliges Lager verwendet. Diese Art von Pleuel wird bei modernen Motoren nicht oft verwendet.
