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Ausgleichswellen

Um die freien Massenkräfte und -momente in modernen Verbrennungsmotoren unschädlich zu machen und abzufangen, kommen so genannte Ausgleichswellen zum Einsatz. Sie werden in der Regel von Zahnrädern über die Kurbelwelle angetrieben. Ausgleichswellen dienen dazu, die besonders bei Vierzylinder-Reihenmotoren entstehenden Massenkräfte, die durch Stellungsveränderungen der Pleuelstange entstehen, bestmöglich auszugleichen.

Um dies zu erreichen, rotieren bei vielen Motoren links oben und rechts unten jeweils eine Ausgleichswelle in Drehrichtung und eine Ausgleichswelle entgegen zur Drehrichtung der Kurbelwelle. Diese Drehbewegungen werden in doppelter Drehgeschwindigkeit ausgeführt, dabei sind die beiden Wellen mit Gegengewichten versehen, um die von der Kurbelwelle und der Pleuelstange ausgehenden Schüttelbewegungen zu neutralisieren.

Bei einigen Motorenarten sind die beiden Ausgleichswellen auch zwischen der Kurbelwelle und dem Ölsumpf angebracht. Über ein Zahnrad, das meist in der Mitte oberhalb der Kurbelwelle liegt, erfolgt der Antrieb. Je nach Konstruktionstyp ist die Anordnung im Motor unterschiedlich, dasselbe gilt auch für die Anzahl der Wellen, ihre Drehrichtung und das zur Kurbelwelle erreichte Übersetzungsverhältnis. Auf die Ausgleichswellen wirkt meist kein Abtriebsmoment. Sie können der gleichförmigen Rotation der Kurbelwelle nicht stoßfrei folgen, deshalb kommt es immer wieder vor, dass die Zugflanken abheben, oder es erfolgen Gegenstöße auf die Schubflanken, oder Stöße an die seitlichen Anlaufbünde der Wellen. Man bemerkt diese kurzen Kontakte an einem rasselnden Nebengeräusch.

Sind die Ausgleichswellen in der Nähe der Kurbelwelle angeordnet, hat dies positive Auswirkungen auf das Schwingungsverhalten und die Nebengeräusche, weil die ausgleichenden Kräfte von der Ausgleichswelle nur über eine kurze Distanz und wenige Schnittstellen bis zum Kurbelantrieb übertragen wird. In diesem Fall hat man auch mehr Möglichkeiten für die Anbringung von Nebenagregaten an die Brennkraftmaschine, was ihre Verwendung in gleicher Form für verschiedene Fahrzeugtypen ermöglicht.

Bei neueren Modellen geht die Tendenz immer weiter in Richtung Modulbauweise. Das heißt, das möglichst nur ein Bauteil mehrere Funktionen ausführen kann – dazu zählt zum Beispiel, dass die zwei gegenläufig rotierenden Ausgleichswellen gemeinsam mit dem Motor unterhalb des Motors montiert werden, wobei der Antrieb über ein großes Zahnrad auf der Kurbelwelle erfolgt. So ist es möglich, dass der Hersteller einerseits das hubraumgrößere, hochwertigere Motorenmodell mit Ausgleichswellen anbieten kann, oder eine kostengünstigere Variante mit weniger Hubraum, und ohne Ausgleichswellen.