Hab acht: Die Triebwerksarchitektur des V8

Luxuslimousinen oder Sportwagen, SUVs oder Pick-up-Trucks – in all diesen Fahrzeugkategorien genießt der Achtzylinder in V-Anordnung eine hervorragende Reputation. Warum dieser Motorentyp so gefragt ist, offenbaren die grundsätzlichen Zusammenhänge der Triebwerksarchitektur der V8-Maschine.

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Je nach Anwendungsfall steht er für Luxus und Komfort oder Sportlichkeit und Emotion – der Achtzylinder in V-Anordnung.. Grund für die Beliebtheit des V8 gegenüber anderen Triebwerkskonfigurationen sind seine prinzipiellen Vorteile.

Der V8 ist nur unwesentlich länger als ein Reihenvierzylinder mit gleichem Zylinderabstand. Der geringe Mehrbedarf an Baulänge ergibt sich aus dem Versatz der beiden Zylinderbänke. Somit ist der V8 auch für Hybridtriebstränge mit zusätzlicher E-Maschine am Kurbelwellenflansch interessant, wie das Beispiel Porsche 918 Spyder zeigt.

Die Aufteilung des Gesamthubraums in viele Einzelzylinder ergibt eine gleichmäßige Drehmomentabgabe und damit Laufruhe. Beim V8 im Viertaktverfahren sind es somit vier Krafthübe je Kurbelwellenumdrehung. Größere Zylinderzahlen bieten noch mehr Laufruhe und dadurch Komfort, haben aber durch eine größere Baulänge und ein höheres Aggregatgewicht Nachteile in der Fahrzeugarchitektur und der Achslastverteilung zur Folge.

Bei Sportwagen zum Beispiel lässt sich dies durch eine Mittelmotoranordnung oder bei Frontmotoren durch konsequentes Einrücken eines Zehn- oder Zwölfzylindermotors zur Fahrzeugmitte hin bedingt kompensieren. Für Fahrer und Beifahrer bedeutet das allerdings räumliche Einschränkungen – was wiederum bei Luxuslimousinen kein gangbarer Weg ist. Hier geht die Motorbaulänge vollständig in die Längsgeometrie des Fahrzeugs ein, führt etwa beim V12-Motor zu einem längeren Radstand oder Überhang und somit zu Nachteilen in der Agilität des Fahrzeugs.

Sonderbauformen wie der W12 kompensieren diesen Nachteil des klassischen V12, allerdings mit höherem technischem Aufwand. Der klassische V8 stellt also einen guten Kompromiss von geringem Bauraumbedarf bei einfacher Triebwerksarchitektur, hoher Leistungsdichte und hervorragender Laufruhe dar.

Die Grundlagen von V-Motoren

Klassische V-Motoren zeigen ein besonderes Merkmal: Die zwei Pleuelstangen des jeweils gegenüberliegenden Zylinderpaares laufen auf einem gemeinsamen Hubzapfen der Kurbelwelle.

Dabei spielt der Bankwinkel des V keine Rolle, denn auch bei einigen Motoren mit horizontal gegenüberliegenden Zylindern greifen zwei Pleuel auf einem gemeinsamen Hubzapfen an. Triebwerke wie die des Porsche 917 werden deshalb nicht den Boxer-, sondern den V-Motoren zugeordnet, dann allerdings mit 180 Grad Bankwinkel. Beim Boxermotor, wie er für den Porsche 911 charakteristisch ist, laufen die Pleuel der gegenüberliegenden Zylinderpaare dagegen auf separaten Hubzapfen, die gegeneinander um 180 Grad versetzt sind.

Deshalb besitzt das Boxeraggregat in der modernen Architektur auch mehr Kurbelwellenhauptlager als der vergleichbare V-Motor. Die heute übliche Anzahl der Hauptlager ist für V-Motoren = (Zylinderzahl: 2) + 1 und für für Boxermotoren = Zylinderzahl + 1. Daraus ergibt sich wiederum ein weiterer Unterschied im Versatz der beiden Zylinderbänke: Im V-Motor wird der Bankversatz durch die Breite des Pleuels bestimmt, beim Boxer beträgt er einen halben Zylinderabstand.

Bankwinkel

Der Bankwinkel des V-Motors beeinflusst die Motorhöhe und -breite sowie die Lage des Schwerpunkts in der Hochachse. Idealerweise wird er bei V-Motoren so gewählt, dass sich ein gleichmäßiger Zündabstand ergibt. Für den Viertakt-V8- Motor bedeutet das: 720 Grad Zyklenwinkel, also zwei Kurbelwellenumdrehungen für ein vollständiges Arbeitsspiel geteilt durch die Zylinderzahl 8, ergeben 90 Grad Bankwinkel oder ein ganzzahliges Vielfaches davon.

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