überkubisch

Ein überquadratischer Motor hat einen Zylinderbohrungs-Durchmesser, der größer ist als die Strecke, die der Kolben nach oben und unten zurücklegt, der sogenannte Hub. Bei einer Bohrung von 85 mm und einem Hub von 80 mm ist der Motor überquadratisch. Diese Geometrie beeinflusst direkt, wie der Motor atmet, dreht und arbeitet.

Überquadratische Motoren können schneller drehen als quadratische oder unterquadratische Motoren, weil ein kürzerer Hub eine kürzere Strecke für den Kolben bedeutet. Die maximale Kolbengeschwindigkeit bleibt eine physikalische Grenze, daher ermöglicht ein kürzerer Hub höhere Drehzahlen der Kurbelwelle, bevor die Kolbengeschwindigkeit zerstörerisch wird. Deshalb haben hochdrehende Sportmotoren tendenziell überquadratische Proportionen. Ein 2,0-Liter-Vierzylindermotor in überquadratischer Bauart kann sicher 8000 U/min erreichen, während ein unterquadratischer Motor ähnlicher Hubraumgröße auf 5500 U/min begrenzt sein könnte.

Konstruktive Kompromisse

Die größere Bohrung ermöglicht größere Ventile und mehr Kraftstoff-Luft-Gemisch, das in die Kammer ein- und austritt, was die Atmung bei hohen Drehzahlen verbessert. Aber größere Bohrungen bedeuten auch höhere Zylinderkurbelgehäuse, was die Gesamthöhe und das Gewicht des Motors erhöht. Die Brennkammer wird breiter und flacher, was die Flammenausbreitung und die Effizienz bei niedrigen Drehzahlen beeinträchtigen kann. Die Kühlung wird über eine breite Bohrung weniger gleichmäßig.

Der Kraftstoffverbrauch und das Drehmoment bei niedriger Drehzahl leiden in überquadratischen Motoren, weil der kurze Hub weniger Hebelwirkung auf die Kurbelwelle erzeugt. Das maximale Drehmoment tritt normalerweise später im Drehzahlbereich auf. Für Motoren, die hauptsächlich für Autobahnfahrten ausgelegt sind, ist dieser Nachteil bei niedriger Drehzahl erheblich. Renn- und Hochleistungsanwendungen nehmen diesen Kompromiss gerne in Kauf.

Hersteller verwenden Hubraum-, Bohr- und Hubfiguren, um einen Motor mathematisch zu beschreiben. Bohrung und Hub sind so grundlegend für den Motorcharakter, dass Enthusiasten und Ingenieure ständig darauf verweisen, wenn sie Konstruktionen vergleichen. Die Begriffe quadratisch, überquadratisch und unterquadratisch vermitteln schnell den grundlegenden Charakter eines Motors: überquadratisch bedeutet Hochdrehzahl-Fähigkeit; unterquadratisch bedeutet Niederdrehzahl-Drehmoment.