Ein Motorrad besteht aus vielen verschiedenen Komponenten, die zusammenarbeiten, um ein sicheres und angenehmes Fahrerlebnis zu gewährleisten. Dieser Artikel bietet einen Überblick über die wichtigsten Teile eines Motorrads und ihre Funktionen.
Motorenbau: Arbeitsweisen im Zweitakt- und Viertaktbereich
Im Motorenbau unterscheidet man hauptsächlich zwischen Zweitakt- und Viertaktmotoren:
- Zweitaktmotor: Gas/Luftgemisch wird angesaugt, Kolben bewegt sich abwärts, Gas/Luftgemisch befindet sich im Kurbelgehäuse. Der Motor zündet bei jeder Kurbelwellenumdrehung.
- Viertaktmotor: (Hier müsste der Ablauf ergänzt werden, da im Originaltext nicht beschrieben)
Verschleißteile bei Zweitaktmotoren sind beispielsweise Membranen, die Rückströmungen verhindern. Es gelangt auch immer Öl mit in den Brennraum des Motors.
Motoröle
Es gibt mineralische und synthetische Motoröle. Diese sollten nicht untereinander gemischt werden, wenn es möglich ist. Synthetisches Öl hat den Vorteil, dass es in der Regel Ablagerungen vermeidet. Das Getriebe läuft in der Regel im Motoröl. Die optimalen Öltemperaturen liegen bei ca. 100°C. Moderne Motoren arbeiten mit (1)- und Mehrbereichsölen (2) über einen großen Temperaturbereich hinweg. Die Winterklasse wird durch ein großes W getrennt, z.B. 10W40.
Reifen
Reifen sind ein entscheidender Faktor für die Sicherheit und das Fahrverhalten. Radialreifen sind heute mehr üblich als Diagonalreifen. Früher waren Diagonalreifen die einzig verfügbaren. Bei Diagonalreifen läuft die Karkasslage diagonal zur Fahrtrichtung von Wulst zu Wulst. Radialreifen haben einen Karkasswinkel von ca. 90° zur Umfangsrichtung (Fahrtrichtung) und einen Gürtelwinkel von 0° auf. Der unter der Lauffläche liegende Gürtel sorgt für Stabilität und lässt dank wesentlich geringerer Fliehkraftverformung erheblich höhere Geschwindigkeiten zu. Moderne Motorräder sind fahrdynamisch auf Radialreifen abgestimmt.
Reifenbezeichnungen
Das Verhältnis von Breite zu Höhe muss erkennbar sein. Ein Höhenverhältnis von 80/82% der Breite ist üblich. So wird beispielsweise aus 155R14 die Bezeichnung 155/80R14. Eine typische Kombination wird als 155/80 angegeben. Das bedeutet eine Reifenbreite von 195mm und eine Höhe von 126,75mm. Die Angabe erfolgt in Zoll (1 Zoll = 2,54cm). Der Geschwindigkeitsindex gibt die maximal zulässige Geschwindigkeit an.
Eine typische Felgenbezeichnung für Autofelgen ist 5 1/2 J x 14 H2 B ET 45. Die DOT-Nummer gibt das Herstellungsdatum an, inklusive der Jahreszahl (z.B. 1993, 1983, 1973, 1963 etc.).
Fahrwerk: Stoßdämpfer und Federung
Das Fahrwerk besteht hauptsächlich aus Stoßdämpfern und Federn. Stoßdämpfer steuern die Bewegung durch Lochgrößen für das Öl. Im Grunde sind sie gleich wie Stoßdämpfer eines Autos. Die Charakteristik der Dämpfung wird durch das Ansprechen wiedergegeben (Relation zum Weg). Dies wird in einer Kennlinie dargestellt, z.B. bei 10mm Weg ist eine bestimmte Kraft erforderlich.
Eine härtere Feder wird benötigt, um im Extremfall das Durchschlagen der Federung zu verhindern. Eine progressive Federung vermeidet einen abrupten Übergangspunkt und arbeitet kontinuierlich. Eine typische Kennlinie zeigt z.B. bei 40mm 50N und bei 50mm z.B. 80N Federkraft. Die Federrate kann durch die Drahtdicke beeinflusst werden.
Bremsen
Bremsflüssigkeit ist eine Flüssigkeit auf Glykolbasis, die den über die Bremshebel ausgelösten Druck auf die Bremskolben weiterleitet. Bremsflüssigkeiten werden nach DOT-Klassen spezifiziert, die zum Beispiel den Siedepunkt definieren. Am gebräuchlichsten ist DOT 4, zuweilen auch DOT 3 oder DOT 5.1. Diese können miteinander vermischt werden. Eine Ausnahme ist die auf Silikon basierende Bremsflüssigkeit DOT 5, wie sie Harley-Davidson und Buell für viele Modelle vorschreiben. Die Spezifikationen geben in erster Linie die Siedepunkte an: DOT 3 bei 205°C, DOT 4 bei 230°C, DOT 5 und 5.1 bei 260°C.
Bremsflüssigkeit ist hygroskopisch (wasseranziehend) und muss deshalb regelmäßig ausgetauscht werden, weil eventuell vorhandenes Wasser den Siedepunkt der Flüssigkeit senkt, was zu Dampfblasenbildung und schlimmstenfalls zum Ausfall der Bremse führt.
Bremsleitungen
Bremsleitungen teilen sich auf in Gummi- und Stahlflexleitungen. Gummileitungen sind kostengünstig herzustellen, brauchen jedoch regelmäßige Pflege, dehnen sich im Lauf der Zeit aus und altern, so dass sie nach etwa fünf Jahren ausgetauscht werden müssen. Stahlflexleitungen sind alterungsbeständig und besitzen zumeist einen gegenüber Gummileitungen klarer definierten Druckpunkt, der sich nicht verändern kann.
Bremssättel
Bremssättel bestehen zumeist aus einer Aluminiumlegierung und unterscheiden sich in Festsattel- und Schwimmsattelzange. Die Festsattelzange ist starr an der Gabel befestigt und verfügt über Bremskolben auf beiden Seiten der Bremsscheibe. Diese Bremskolben drücken bei Betätigung des Bremshebels auf die Scheibe. Der Schwimmsattel ist beweglich an der Gabel montiert und lässt sich auf meistens zwei Bolzen parallel zur Radachse verschieben, er schwimmt. Der oder die Kolben befinden sich lediglich auf der äußeren Bremsscheibenseite. Beim Bremsen legt sich zuerst der vom Kolben betätigte Belag an die Scheibe an, bei weiterem Druckaufbau verschiebt sich die gesamte Zange, bis der direkt in der Zange befindliche Belag auf der anderen Seite an der Bremsscheibe anliegt.
Bremsscheiben
Die Bremsscheibe ist der radseitige Teil einer Scheibenbremse, auf die die Bremsbeläge wirken, um die Bewegungsenergie in Wärme umzuwandeln und damit ein Fahrzeug zu verzögern. Sie besteht aus der eigentlichen Bremsfläche und einem Träger, der die Scheibe mit der Nabe verbindet. Bremsscheiben und -beläge können bei intensiver Beanspruchung 500° C und mehr erreichen. Eine Besonderheit stellen im Rennsport gebräuchliche Kohlefaser-Scheiben dar. Wave-Bremsscheiben mit welligem Design stammen aus dem Motocross.
Weitere Bremsbegriffe
- ABS: Elektronisch oder mechanisch-hydraulisch geregelte Bremskraftverteilung auf Vorder- und Hinterrad, unabhängig davon, ob der Fahrer nur den Hand-, nur den Fußbremshebel oder beide einsetzt.
- Aufstellmoment: Die Tendenz des Motorrades, sich beim Bremsen in Schräglage aufzurichten und damit in der Kurve auszubrechen.
Weitere Motorradteile und -begriffe
- Apex: Der Scheitelpunkt einer Kurve, an dem das Motorrad am nächsten zum Innenrand ist.
- Cowl: Ein Verkleidungsteil am Motorrad, oft aerodynamisch gestaltet.
- dB-Killer/dB-Eater: Reduziert die Lautstärke eines Motorrades.
- Drag Bar/Ape Hanger/Monkey Bar: Ein Lenkertyp mit gerader, breiter und meist hoher Form.
- Dual Exhaust: Ein Auspuffsystem mit zwei Auspuffrohren.
- Federbeine: Die hinteren Stoßdämpfer.
- Fußrasten: Ablage für die Füße von Fahrer und Sozius.
- Integralhelm: Ein Helm, der den ganzen Kopf umschließt.
- Kardanantrieb/Shaft Drive: Kraftübertragung vom Getriebe zum Hinterrad über eine Kardanwelle.
- Kette: Antriebsmittel, wie beim Fahrrad.
- Killswitch: Unterbricht die Zündung.
- Leverguards: Schützen den Bremshebel.
- Nasskupplung: Kupplungsscheiben schwimmen in einem Ölbad.
- Quick Shifter: Ermöglicht das Schalten ohne Kupplung und Gasgriff.
- Schlupf: Führt zu Leistungsverlust und Verschleiß.
- Schwinge: Ein massives Teil der Motorrad-Konstruktion.
- Sissybar: Eine Rückenlehne für den Mitfahrer.
- Stummellenker: Sorgt für eine tiefe, nach vorne gebeugte Sitzposition.
- Trockenkupplung: Motor und Getriebe sind voneinander getrennt.
- Twin: Ein Motorradmotor mit zwei Zylindern.
- Wheelie: Das Motorrad fährt nur auf dem Hinterrad.
Motoren im Überblick: Zylinderanordnung und ihre Eigenschaften
Je nachdem, wie viele Zylinder ein Motor hat und wie diese zueinander angeordnet sind, ergeben sich unterschiedliche Charakteristiken mit eigenen Vor- und Nachteilen.
Motortypen
| Motortyp | Eigenschaften | Beispiele |
|---|---|---|
| Einzylinder | Drehfreudig, kompakt, geringe Masse, wartungsfreundlich, aber eingeschränkte Leistungsausbeute. Perfekt für leichte Maschinen. | BMW F 650 |
| Zweizylinder-V (45 Grad) | Uriger Charakter, toller Sound, ideal für Cruiser und Chopper, aber bescheidene Leistung. | Harley-Davidson-Motoren |
| Zweizylinder-V (90 Grad) | Sportlich, charakterstark, laufruhig, aber hoher Fertigungsaufwand. | Ducati 1098 |
| Zweizylinder-Reihe | Einfach, kostengünstig, kompakt, leistungsstark, passt gut zur dynamischen Mittelklasse. | BMW F 800 |
| Zweizylinder-Boxer | Niedriger Schwerpunkt, leicht zugänglich für Wartung, hervorragender Rundlauf, aber benötigt viel Platz und ist teuer in der Produktion. | (Kein Beispiel im Text) |
| Dreizylinder-Reihe | Individualität, Leistung, Laufruhe, toller Sound, Geheimtipp für Technik-Gourmets. | (Kein Beispiel im Text) |
| Vierzylinder-Reihe | Beste Voraussetzungen für hohe Leistung, laufruhig, drehzahlfest, aber Baubreite und Masse sind Nachteile. | (Kein Beispiel im Text) |
| Vierzylinder-V | Laufkultur eines V-Motors, hohe Drehzahlen, baut nicht so breit wie ein Reihenmotor, aber aufwendig und teuer in Fertigung und Wartung. | Honda VFR 800, Aprilia RSV4 |
Rahmen
Moderne Motorradrahmen halten die Räder sicher in der Spur, trotz unterschiedlicher Konzepte. Der Rahmen spannt sich um den Motor. Die Einbindung des Motors als tragendes Element garantiert eine hohe Stabilität bei extrem wenig Gewicht, wenn das Motorgehäuse den Belastungen entsprechend geformt war.
Rahmentypen
- Doppelschleifenrahmen: Klassisches Rahmenkonzept, jedoch mitunter mit Problemen in der Fahrstabilität.
- Einrohrrahmen: Simples Rahmenkonzept, oft bei Enduros und Motocross-Maschinen verbaut.
- Brückenrahmen mit Unterzügen: Stabile Aluminium-Strangpressprofile, Motor in verschraubten Rohrunterzügen mit elastischen Lagerungen befestigt.
- Aluminium-Brückenrahmen: Motor durch starre Verschraubung an Zylinderkopf und im Schwingenlagerbereich integriert.
- Gitterrohr-Brückenrahmen: Nutzt die enorme Steifigkeit von Dreiecksverbänden.
- Stahlrohr-Brückenrahmen: Verschraubt den Motor an mehreren Punkten zu einem stabilen Verbund.
Belastungen am Rahmen
Durch die Hebelwirkung der Gabel und der Federkräfte an der Schwinge entstehen Kräfte und Momente im Tonnenbereich. Im Rahmenbereich zwischen Schwingenlager und oberem Federbeinauge treten Kräfte bis zu tausend Kilogramm auf. Bei maximalem Gesamtgewicht (rund 460 kg) liegen etwa 65 Prozent der Last auf dem Hinterbau des Rahmens.
Die Rahmen müssen eine gewisse Biege- und Torsionssteifigkeit gewährleisten, um die Räder auch bei hohen Belastungen ohne Verschränkung in der Spur zu halten. Die Konstrukteure erreichen den Mix aus Steifigkeit und Flexibilität durch den Einsatz unterschiedlich dicker Wandungen und Profilquerschnitte.
Reifentechnik
Der "Klassiker" auf dem Markt ist der Diagonalreifen. Seine Vorteile liegen im einfachen Aufbau und in der stabilen Flanke, die besonders beim Einsatz im Gelände häufig Vorteile bringt (Durchschlagschutz). Konstruktionsbedingt ist der Diagonalreifen bis maximal 240 km/h einsetzbar. Die Breaker-Variante entstand aus der Diagonalkonstruktion mit der Forderung, die Lauffläche von innen wirksam zu verstärken, um eine höhere Laufleistung durch geringeren Querschlupf zu erzielen, und den Reifen pannensicherer zu machen. Verwendetes Material: meist Rayon- oder Nylongewebe. Der Diagonal-Gürtelreifen stellt die Vorstufe zum Radialreifen dar, da die Karkasse zwar noch diagonal ist, aber ein Gürtel, meist aus Kevlar, vorhanden ist.
Radialreifen weisen einen Karkasswinkel von ca. 90° zur Umfangsrichtung (Fahrtrichtung) und einen Gürtelwinkel von 0° auf. Der unter der Lauffläche liegende Gürtel sorgt für Stabilität und lässt dank wesentlich geringerer Fliehkraftverformung erheblich höhere Geschwindigkeiten zu. Moderne Motorräder sind fahrdynamisch auf Radialreifen abgestimmt. Zum Vergleich: ein 4.00 - 18 M/C 64H TT Reifen "wächst" bei 210 km/h im Durchschnitt etwa 2 cm im Durchmesser, während sich ein vergleichbarer Radialreifen nur um wenige mm ausdehnt.
Kurbelwelle
Die Kurbelwelle wandelt die Kraft, welche durch die Verbrennung im Motor erzeugt wird, in eine Drehbewegung um. Die gradlinige Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Kolben wird dabei über die Pleuelstange in ein Drehmoment übertragen und über die Kupplung an das Getriebe weitergegeben. Durch die Kurbelwelle werden noch weitere Teile, wie z.B. Um den starken Belastungen standhalten zu können verfügen Kurbelwellen über einen zähen Kern und eine gehärtete Oberfläche. Sie werden deshalb aus legiertem Stahl geschmiedet und bieten daher eine große Festigkeit. Die Lagerstellen der Kurbelwelle werden oberflächengehärtet womit sie verschleißfester sind.
Für Tuningzwecke wird eine sogenannte Vollwangen-Kurbelwelle eingesetzt. Bei dieser kann im Kurbelgehäuse die Vorverdichtung erhöht werden, was zu einem besseren Füllgrad führt. Für die Lagerung im Kurbelgehäuse besitzt jede Kurbelwelle Wellenzapfen die in einer Achse liegen. Die Hubzapfen dienen zur Aufnahme der Pleuellager. Durch die Kurbelwangen werden Hubzapfen und Wellenzapfen miteinander verbunden. Durch Wangen und Hubzapfen ergibt sich ein Ungleichgewicht der Massenverteilung welches durch Gegengewichte an den Wangen ausgeglichen wird. Auf der Abtriebsseite einer Kurbelwelle ist das Schwungrad befestigt an dem meist die Kupplung untergebracht wird. Gegenüberliegend sind Zahnrad, Kettenrad oder das Zahnriemenrad sowie ggf.
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