Was ist der Vorteil eines V8 Motors?
Zum Verständnis, ich interessiere mich für Autos, allerdings habe ich ehrlich gesagt kaum Ahnung von der Technik. Das möchte ich jetzt ändern :).
Der gt63 z.B. hat ja einen V8 Motor, was auch immer als besonders gut gilt. Wie funktioniert also ein V8 Motor bzw. wo liegt der Unterschied zu normalen Motoren eines „schlechteren“ Motors.
Gibts auch einen V10 Motor oder ist das surreal?
10 Antworten
OK, fahren wir Mal ganz am Anfang an.
Verbrennungsmotoren haben einen Brennraum und je größer dieser ist, desto mehr Kraftstoff kann darin verbrannt werden und mehr Kraftstoff = mehr Kraft.
Mit nur einem Zylinder kommt die Kraft aber immer nur stoßweise aus dem Motor. Das kann man umgehen indem man mehrere Zylinder aneinander reiht und die mit einer Kurbelwelle verbindet. Das ist dann ein Reihenmotor wie du ihn in den meisten Autos findest
Füge einfach mehr Zylinder hinzu und du bekommst mehr Brennraum und eine gleichmäßigere Kraftabgabe. Aber mehr Zylinder bedeutet das der Motor länger wird ...
Ja gut dann kippen wir einfach die Zylinder etwas nach links/rechts auseinander und man kann das ganze wieder enger zusammenpacken. Da die Zylinder mit ihrer Kurbelwelle dann wie ein V dastehen nennt man das V Motoren.
Das ist auch dann noch ein V Motor wenn die Zylinder zu 180° auseinander kippen und sie eigentlich schon wieder eine gerade Linie bilden.
Eine andere Bauform wäre dann der Boxer Motor. Der Hauptunterschied zu einem um 180° gekippten V Motor liegt hier in der Kurbelwelle und mit der verbunden auch die zündreihenfolge der Zylinder. Der Hauptvorteil dessen ist einfach nur das der Motor deutlich ruhiger läuft. (Er vibriert nicht so stark)
Es gibt noch weitere Bauformen wie den Sternmotor, U, H, ... Aber die findest du eher in Flugzeugen, Panzern und Schiffen.
vielen vielen lieben Dank, das ist genau eine solche Art Antwort, die mir fehlte
einfach und anschaulich erklärt Dankschön <3
Der V8 ist bei großem Hubraum einfach unfassbar kompakt und passt daher z.B. in manchen Volvo-Modellen sogar quer zur Fahrtrichtung rein. Er ist nicht viel länger als ein Reihen-Vierzylinder und deutlich kürzer als ein Reihensechszylinder, bei dem gerade die hinteren Zylinder in Richtun Sptitzwand oft mit thermischen Problemen wie Rißbildung zu kämpfen haben (z.B. diverse BMW-Reigensechszylindermotoren).
Der V8 ist durch seinen kompakten Block ist der V8 auch viel steifer als der Reihensechszylinder mit seinem langen Motorbock. Auch die Kurbelwelle ist kürzer und kommt mit weniger Kurbelwellenlagern aus.
In manchen Fällen ist es so dass der V8 (z.B. derjenige des Porsche 928) mit einigen Gleichteilen wie die Vierzylindermotoren aus demselben Konzernbaukasten (in diesem Fall der Porsche Vierzylinder des 944) gebaut werden kann.
Der er im Prinzip ja auch aus zwei verschmolzenen Vierzylindern besteht, kann man bei gleichen Einzelzylinder-Hubräumen die Leistung einfach annähernd verdoppeln.
Das heißt allerdigs keineswegs dass per se jeder Achtzylinder ein ganz toller Motor wäre. Es kommt wie immer in der Technik auf eine günstige bzw. ungünstige Grundauslegung, Dimensionierung und Materualauswahl an.
Ein absolutes Negativbeispiel ist der General Motors Northstar-V8, ausgerechnet aus dem Stammland des V8, den USA. Bei diesem Motor sorgen völlig unterdimensionierte Gewinde für die Besfestigung des Zylnderkopfs zwangsläufig für teure Reparaturen, siehe Video:
https://www.youtube.com/watch?v=-nf0bp4dmZU
Auf der anderen Seite gibt es z.B. den V8 des ersten Lexus LS400, der in den USA in mehreren Exemplaren die unglaubliche Laufleisung von über einer Million Meilen (ca. 1.6 Millionen Km) erreicht hat:
https://www.youtube.com/watch?v=sl75jyakVwA&t=33s
https://www.youtube.com/watch?v=q0gPidvOLww&t=13s
Dieser Motor war jedoch ohne Turbo. Turbo-Aufladung bei V8-Motoren birgt auch einen größeren Aufwand, denn im Interesse eines möglichst effektiven Ansprechens muss jede Zylinderbank über einen eigenen Turbolader verfügen.
Der relativ enge Zylinderbank-Winkel von 90° schafft bei Hochleistungsmotoren thermische Probleme, wenn die Turbolader im heißen V untergebracht werden. Daher sind sie in einigen Fällen wassergekühlt, was nochmals größeren Bauaufwand und damit zusätzliche Kosten bedeutet.
Die Sonderstellung des V8 hat jedoch nicht in erster Linie einen technischen Hintergrund. Das wahre Geheimnis seines Siegeszugs in Autos wie dem C63 ist sein Sound, das unruhige Brabbeln im Leerlauf, das ungezügelte Brüllen beim Hochdrehen und schließlich das gnadenlose Hämmern bei Höchstdrehzahl.
V8 appellieren so an unsere Urinstinkte, sie klinen wie ein gefährliches wildes Tier. z.B. wie ein Mammut, ein Auerochse, ein Löwe, oder auch ein Hengst. Dass das gerade bei den V8 so ist hat einen technischen Grund:
Wenn man einem V8 in Slo-Mo lauschen würde, könnte man hören dass die Zeit-Intervalle zwischen den Zündungen unregelmäßig lang sind.
Beim V8-Sound spielt aber die Form der Kurbelwelle eine große Rolle: Crossplane oder Flatplane. Der brabbelnde V8-Motorsond wie bei den meisten US-Cars, aber auch bei vielen Audi, Mercedes, BMW entsteht auschließlich durch die Crossplane-Kurbelwelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Crossplane
Bei besonders sportlichen Autos mit V8-Motor kommt zugunsten eines spontaneren Hochdrehens und einer höheren Leistungsausbeute dagegen eine Flatplane-Kurbelwelle zum Einsatz, typisch für alle V8-Ferrari (außer dem Ferrari-Motor im Lancia Thema 8.32), aber auch dem 2022er Ford Mustang Shelby GT500.
Die hörbare Folge einer Flatplane-Kurbelwelle ist das völlige Fehlen des typischen brabbelnden V8-Motorsounds, was bei höheren Drehzahlen in ein hämmerndes Stakkato übergeht. Ein hoch gedrehter V8 mit Flatplane-Kurbelwelle klingt viel weniger spektakulär, eher wie zwei hoch gedrehte Reihenvierzylinder auf einmal.
When Ford introduced the Mustang Shelby GT350 in 2015, it was the pinnacle of Mustang-ness thanks to its 5.2-L DOHC “Voodoo” V8 that featured a flat-plane crankshaft design to enable sky-high, carefree revs (the GT350’s 8200-rpm redline is one reason Ferrari has long specified flat-plane V8s) and a rollicking 526 hp at 7,500. Then there’s the exotic “rip” unique to flat-plane V8s.
Was ist eine Flat Plane Kurbelwelle und welche Vorteile bietet sie?
Ein Begriff, den wir im Bezug auf den aktuellen Shelby GT350 Mustang oft lesen lautet flat-plane Kurbelwelle. Doch was ist an dieser Bauweise so besonders und wieso setzt Ford sie ausgerechnet beim aktuellen Shelby GT350 ein?
Die gängigsten V8 Motoren, die heutzutage produziert werden, besitzen eine Kurbelwelle mit einer sogenannten cross-plane Kurbelwelle. Charakteristisch für diesen Kurbelwellentyp ist, dass die Hubzapfen jeweils um 90° versetzt sind. Schaut man frontal auf eine solche Kurbelwelle, erkennt man das namensgebende Kreuz. Der große Vorteil dieser Kurbelwellen sind die große Laufruhe und das hohe Drehmoment aus dem Drehzahlkeller heraus. Klarer Nachteil ist die Notwendigkeit hoher Ausgleichsgewichte, die die Kurbelwelle schwer und träge machen, vor allem aber auch die ungünstige Zündreihenfolge, doch dazu gleich mehr.
Etwas exotischer sind V8 Motoren mit flat-plane Kurbelwelle. Hier beträgt der Hubversatz 180°, also genauso wie bei 4-Zylinder Motoren. Gegenüber den cross-plane Kurbelwellen sind hier keine schweren Ausgleichsgewichte notwendig, woraus ein sehr sportliches Ansprechverhalten resultiert und sich das mögliche Drehzahlband nach oben erweitert. Obwohl im frühen 20. Jahrhundert die ersten V8 Motoren ausschließlich mit diesem Kurbelwellentyp ausgestattet wurden, findet man ihn heute nur noch sehr selten. Das hat zwei Gründe: Zum einen neigen diese Motoren konzeptbedingt zu sehr starken Vibrationen zweiter Ordnung, die diese Motoren zu unkomfortabel für alltägliche Fahrzeuge machen, außerdem können sie ihre Vorteile gegenüber cross-plane Motoren in der Regel erst bei sehr hohen Drehzahlen ausschöpfen, was in einem Alltagsfahrzeug keine Relevanz hat. Die großen Vorteile dieser Kurbelwellen liegen zum einen wie bereits erwähnt beim niedrigen Gewicht und daher deutlich verbessertem Ansprechverhalten, vor allem aber ergibt sich aus dieser Konstruktion eine optimale Zündreihenfolge, die abwechselnd zwischen beiden Bänken wechselt. Hierdurch ergeben sich nicht nur, wie man es häufig liest, im Abgastrakt gleichmäßig schwingende Gassäulen, deren Resonanzen sich leicht zur Leistungssteigerung ausnutzen lassen, sondern dasselbe Spiel wiederholt sich auch einlassseitig, auch hier sorgt der gleichmäßige Wechsel der Zündung zwischen beiden Bänken dafür, dass mit geringem Aufwand leistungssteigernde Resonanzen entstehen.
Im Gegensatz hierzu ist die Zündreihenfolge bei cross-plane V8 Motoren ungleichmäßig zwischen beiden Bänken – das ist auch der Grund für das charakteristische Blubbern. Je größer der Gasfluss ist, desto mehr stört diese ungünstige Zündreihenfolge, weshalb cross-plane Motoren typischerweise darauf ausgelegt sind, hohes Drehmoment in niedrigen und mittleren Drehzahlregionen zu bringen. Für den Alltag ist dies ideal, aber beim GT350 entschied sich Ford für die flat-plane Variante. Ausschlaggebende Gründe waren nicht nur das geringere Gewicht und die höhere Literleistung, sondern auch das sehr breite nutzbare Drehzahlband, das auf der Rennstrecke von zentraler Bedeutung ist. Es überrascht wenig, dass während der gesamten Entwicklungszeit vor allem die starken Vibrationen des Motors große Probleme verursachten, doch Ford hat dies in den Griff bekommen und einen Motor geschaffen, der angesichts des hohen Hubraumes sogar unter den flat-plane V8 Motoren als exotisch gilt.
Das V gibt nur die Anordnung der Zylinder an und 8 ist die Anzahl der Zylinder. Ob ein Motor gut oder schlecht ist, hat nicht wirklich etwas mit der Zylinderzahl und der Bauform des Motors zu tun.
Sound und Drehmoment. More smiles per gallone
"Gibts auch einen V10 Motor"
Nicht nur einen.
Es gibt auch Motoren mit noch mehr Zylindern, z.B. bei Flugzeugen. Wahrscheinlich der größere Hubraum und das ausgeglichene Drehmoment, als wenn du den ganzen Hubraum auf (übertrieben) zwei Zylinder packst.