Boxermotor
Englisch: opposed cylinder
Eine Art Zylinderanordnung mit zwei Kolben, die sich horizontal gegenüber stehen, wobei der Brennraum zentral zwischen den beiden Kolben liegt.
Gegenkolben: zwei Kolben, eine Kammer, maximale Ausgewogenheit
Ein Gegenkolberzylinder oder Boxerzylinder enthält zwei Kolben, die sich entlang einer gemeinsamen Achse aufeinander zu und voneinander weg bewegen, wobei die Brennkammer zwischen ihnen angeordnet ist. Jeder Kolben hat seine eigene Pleuelstange, die auf eine gemeinsame Kurbelwelle wirkt. Wenn ein Kolben bei der Ansaughub-Phase zur Kammer hin bewegt, fährt der andere bei der Auspuffstufe weg, wobei das Paar als einzelne Arbeitseinheit funktioniert. Diese Anordnung ist das Kernstück von Boxermotoren oder Flachmotoren, bei denen mehrere Zylinderpaare auf gegenüberliegenden Seiten einer zentralen Kurbelwelle angeordnet sind.
Der bestechende Vorteil ist die Ausgewogenheit. Weil die Kolben gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen bewegt, heben sich ihre Trägheitskräfte gegenseitig auf. Ein zweizylindriger Gegenkolber erzeugt fast keine primären Vibrationen; ein sechszylindriger Boxer (drei Paare) erreicht außergewöhnliche Laufruhe mit minimaler Notwendigkeit für schwere Ausgleichsgewichte auf der Kurbelwelle. Das reduziert die Motormasse und verbessert das Handling-Gefühl im Fahrzeug, weshalb Porsche, Subaru und BMW Boxermotoren historisch für Hochleistungs- und Premium-Fahrzeuge bevorzugen.
Geometrie und Kompromisse
Das Layout erzeugt ein breites, flaches Motorpaket. Ein horizontal angeordneter Sechszylinder ist ungefähr so hoch wie ein herkömmlicher V6, aber deutlich breiter und flacher, wodurch der Schwerpunkt sinkt und er gut in Mittelmotorsportwagen oder flachen Limousinen passt. Die Breite erfordert jedoch eine entsprechend breite Motorwanne, und die Kühlung beider Zylinderreihen macht eine sorgfältig ausgelegte Ansaugkrümmerkonstruktion notwendig. Zündkerzen und Ventildeckel sitzen auf den Außenflächen jeder Reihe, was Wartungsarbeiten im Vergleich zu einem V-Motor einfach macht.
Zylinderkopfdichtungsschäden treten in Gegenkolbermotoren häufiger auf als in herkömmlichen Layouts, besonders in hochgefahrenen Fahrzeugen. Die horizontale Ausrichtung platziert die Dichtfläche in einem Winkel, der Kühlmittelaustritte über längere Zeit zulassen kann. Thermische Wechselbelastung und der breite Zylinderabstand können Verformungen verstärken. Modernes Motormanagement und bessere Materialien haben die Zuverlässigkeit verbessert, aber die Gegenkolberbauart reduziert die Dichtungsbelastung selbst nicht im Vergleich zu einem V-Motor mit ähnlichem Hubraum.
Der Gegenkolberzylinder findet sich in Motorrädern, Flugzeugtriebwerken und kleinen Geräten sowie in Autos. In luftgekühlten Motorradmotoren wie denen von BMW bietet das Layout ausgezeichnete Kühlflächenleistung und niedrige Vibrationen für Wellenantriebe. Flugzeugtriebwerke verwenden häufig Boxerlayouts aus ähnlichen Gründen der Ausgewogenheit und Bauweise, obwohl Kraftstoffmanagement und Kühlarchitektur sich erheblich von Automobilanwendungen unterscheiden.