Inline-Boxermotor

Beim normalen Boxer liegen sich die Zylinder nicht exakt gegenüber, sondern leicht versetzt. Der Inline-Boxer beseitigt genau diesen Versatz und ist damit eine der laufruhigsten Kolbenmotor-Bauarten, die man sich ausdenken kann.

Das Problem: der Zylinderversatz AUSGANGSLAGE

Bei einem klassischen Boxermotor hat jeder Zylinder einen eigenen Hubzapfen. Weil die Pleuel nebeneinander auf der Kurbelwelle sitzen, sind die beiden Zylinderreihen um etwa eine Pleuelbreite gegeneinander versetzt. Die Massenkräfte gegenüberliegender Kolben heben sich zwar auf, sie greifen aber nicht auf derselben Linie an. So entsteht ein kleines Drehmoment, das den Motor um seine Hochachse „wippen“ lässt. Beim Zweizylinder-Boxer ist das am deutlichsten zu spüren.

Die Lösung: Doppelpleuel AUFBAU

Beim Inline-Boxer liegen die gegenüberliegenden Zylinder exakt auf einer gemeinsamen Achse. Möglich wird das durch einen besonderen Kurbeltrieb: Der eine Kolben ist über ein einzelnes Pleuel mit einem mittleren Hubzapfen verbunden. Der gegenüberliegende Kolben greift mit einem Doppelpleuel, also zwei parallelen Pleuelstangen, links und rechts daneben an zwei äußeren Hubzapfen an. Diese sind um 180° zum mittleren Zapfen versetzt. Die Kräfte beider Kolben wirken so auf derselben Linie und in der Mitte desselben Kurbelwellenabschnitts.

Schema eines Inline-Boxers mit Doppelpleuel
Schema des Doppelpleuels

Das Ergebnis: Die freien Momente aus dem Zylinderversatz verschwinden. Wie beim Reihensechszylinder lässt sich so ein vollständiger Massenausgleich erreichen, und zwar schon mit wenigen Zylindern.

Vorteile BEWERTUNG

  • Kaum Vibrationen, weil die Massenkräfte gegenüberliegender Kolben auf einer Linie wirken und keine freien Momente entstehen
  • Guter thermodynamischer und mechanischer Wirkungsgrad, weil wenige, große Zylinder ausreichen
  • Zünden die gegenüberliegenden Zylinder gleichzeitig (im Zweitakt oder im Viertakt mit 720° Zündabstand je Zylinderpaar), heben sich auch die Gaskräfte in der Kurbelwelle auf. Die Hauptlager sind dann weitgehend kräftefrei, was Reibung und Geräusch verringert.
  • Kurze Kurbelwelle und damit ein leichter Motor mit geringer Baulänge

Nachteile BEWERTUNG

  • Aufwendiger Kurbeltrieb: Das Doppelpleuel und die zusätzlichen Hubzapfen bedeuten mehr Teile, mehr Gewicht am Kolben und höhere Fertigungskosten.
  • Das Doppelpleuel muss die Kurbelwelle umgreifen, was den Platz für Lager und Gegengewichte einschränkt.
  • Der Gewinn an Laufruhe gegenüber einem guten Vier- oder Sechszylinder-Boxer ist klein, gemessen am Aufwand.

Deshalb hat sich der Inline-Boxer in der Serie nicht durchgesetzt. Bekannt sind vor allem Konzepte und Versuchsmotoren.

Verwandte Bauarten ABGRENZUNG

  • Gegenkolbenmotor: Auch hier liegen sich Kolben exakt auf einer Achse gegenüber, aber in einem gemeinsamen Zylinder, und meist mit zwei Kurbelwellen. Beim Inline-Boxer hat jeder Kolben seinen eigenen Zylinder und Zylinderkopf, beide arbeiten auf eine gemeinsame Kurbelwelle.
  • OPOC-Motor: Das Konzept „Opposed Piston, Opposed Cylinder“ kombiniert beide Ideen. Zwei gegenüberliegende Zylinder mit je zwei Kolben arbeiten auf eine zentrale Kurbelwelle, die äußeren Kolben über lange Zugstangen.
  • Gabelpleuel bei V-Motoren: Auch V-Motoren nutzen manchmal ein gabelförmiges Pleuel, damit beide Zylinderreihen ohne Versatz in einer Ebene liegen. Dort sitzen beide Pleuel aber auf demselben Hubzapfen, die Kolben laufen also nicht spiegelbildlich wie beim Boxer.