Unterkubatur
Englisch: under square
Hubkolbenmotoren mit Bohrung kleiner als Hub, das heißt Kolbendurchmesser kleiner als Kolbenhub
Unterkubelmotor: Bohrung kleiner als Kolbenhub
Ein Unterkubelmotor hat eine Zylinderbohnung (der Durchmesser des Kolbens), die kleiner ist als der Kolbenhub (die Strecke, die der Kolben von oben nach unten im Zylinder zurücklegt). Hat ein Motor eine Bohrung von 80 mm und einen Hub von 100 mm, ist er unterkubig. Diese Geometrie beeinflusst direkt, wie sich der Motor im gesamten Betriebsbereich verhält.
Unterkubelmotoren erzeugen eher niedriges Drehmoment und Treibstoffeffizienz statt maximale Leistung. Der längere Hub führt dazu, dass der Kolben mehr Zeit in der Nähe des oberen Totpunkts verbringt, wo der Verbrennungsdruck am höchsten ist und starke Drehmomentkraft bei niedriger Motordrehzahl erzeugt. Dieselmotoren werden häufig unterkubig ausgelegt. Ein Quadratmotor (Bohrung gleich Hub) oder eine überkubige Ausführung (Bohrung größer als Hub) dagegen optimiert die Leistung bei hoher Drehzahl und die Zylinderfüllung bei höheren Geschwindigkeiten, weil der kürzere Hub schnellere Kolbenbeschleunigung und raschere Zylinderleerung erlaubt.
Bedeutung und Anwendung
Lastkraftwagen, Schiffsmotoren und Industriemotoren setzen häufig auf unterkubige Konstruktionen, weil ihre Betriebszyklen starkes Drehmoment bei gleichmäßigen, gemäßigten Drehzahlen statt schnelle Beschleunigung erfordern. Ein Lastkraftwagen, der mit 2000 U/min eine Steigung erklimmt, profitiert vom mechanischen Vorteil eines längeren Hubs. Moderne Personenwagen arbeiten oft überkubig, um Abgasnormen und hohe Leistungsanforderungen zu erfüllen, wobei einige immer noch unterkubig ausgelegt sind, besonders bei kleinem Hubraum oder älteren Designs.
Der Nachteil ist mechanische Belastung. Ein längerer Hub erhöht die Kolbengeschwindigkeit und Trägheitsbeanspruchung bei hoher Drehzahl, daher haben Unterkubelmotoren gewöhnlich niedrigere sichere Höchstdrehzahlen als vergleichbare überkubige Motoren. Der Kolben legt eine längere Strecke zurück und bewegt sich schneller, beschleunigt und verzögert heftiger, was stärkere Konstruktion und engere Toleranzen verlangt.
Bohrung und Hublänge werden häufig als Verhältnis dargestellt, geschrieben als Bohrung x Hub in Millimetern oder Zoll. Das finden Sie in Motordatenblättern und Wartungshandbüchern. Beim Vergleich zweier Motoren überprüfen Sie beide Werte, denn ein größerer Hubraum bedeutet nicht automatisch mehr Leistung: ein unterkubiger 2,5-Liter-Diesel verhält sich ganz anders als ein überkubiger 2,5-Liter-Benzinmotor.