Was ist eine Flat Plane Kurbelwelle und welche Vorteile bietet sie?

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Ein Begriff, den wir im Bezug auf den aktuellen Shelby GT350 Mustang oft lesen lautet flat-plane Kurbelwelle. Doch was ist an dieser Bauweise so besonders und wieso setzt Ford sie ausgerechnet beim aktuellen Shelby GT350 ein?

Die gängigsten V8 Motoren, die heutzutage produziert werden, besitzen eine Kurbelwelle mit einer sogenannten cross-plane Kurbelwelle. Charakteristisch für diesen Kurbelwellentyp ist, dass die Hubzapfen jeweils um 90° versetzt sind. Schaut man frontal auf eine solche Kurbelwelle, erkennt man das namensgebende Kreuz. Der große Vorteil dieser Kurbelwellen sind die große Laufruhe und das hohe Drehmoment aus dem Drehzahlkeller heraus. Klarer Nachteil ist die Notwendigkeit hoher Ausgleichsgewichte, die die Kurbelwelle schwer und träge machen, vor allem aber auch die ungünstige Zündreihenfolge, doch dazu gleich mehr.

Etwas exotischer sind V8 Motoren mit flat-plane Kurbelwelle. Hier beträgt der Hubversatz 180°, also genauso wie bei 4-Zylinder Motoren. Gegenüber den cross-plane Kurbelwellen sind hier keine schweren Ausgleichsgewichte notwendig, woraus ein sehr sportliches Ansprechverhalten resultiert und sich das mögliche Drehzahlband nach oben erweitert. Obwohl im frühen 20. Jahrhundert die ersten V8 Motoren ausschließlich mit diesem Kurbelwellentyp ausgestattet wurden, findet man ihn heute nur noch sehr selten. Das hat zwei Gründe: Zum einen neigen diese Motoren konzeptbedingt zu sehr starken Vibrationen zweiter Ordnung, die diese Motoren zu unkomfortabel für alltägliche Fahrzeuge machen, außerdem können sie ihre Vorteile gegenüber cross-plane Motoren in der Regel erst bei sehr hohen Drehzahlen ausschöpfen, was in einem Alltagsfahrzeug keine Relevanz hat. Die großen Vorteile dieser Kurbelwellen liegen zum einen wie bereits erwähnt beim niedrigen Gewicht und daher deutlich verbessertem Ansprechverhalten, vor allem aber ergibt sich aus dieser Konstruktion eine optimale Zündreihenfolge, die abwechselnd zwischen beiden Bänken wechselt. Hierdurch ergeben sich nicht nur, wie man es häufig liest, im Abgastrakt gleichmäßig schwingende Gassäulen, deren Resonanzen sich leicht zur Leistungssteigerung ausnutzen lassen, sondern dasselbe Spiel wiederholt sich auch einlassseitig, auch hier sorgt der gleichmäßige Wechsel der Zündung zwischen beiden Bänken dafür, dass mit geringem Aufwand leistungssteigernde Resonanzen entstehen.

Im Gegensatz hierzu ist die Zündreihenfolge bei cross-plane V8 Motoren ungleichmäßig zwischen beiden Bänken – das ist auch der Grund für das charakteristische Blubbern. Je größer der Gasfluss ist, desto mehr stört diese ungünstige Zündreihenfolge, weshalb cross-plane Motoren typischerweise darauf ausgelegt sind, hohes Drehmoment in niedrigen und mittleren Drehzahlregionen zu bringen. Für den Alltag ist dies ideal, aber beim GT350 entschied sich Ford für die flat-plane Variante. Ausschlaggebende Gründe waren nicht nur das geringere Gewicht und die höhere Literleistung, sondern auch das sehr breite nutzbare Drehzahlband, das auf der Rennstrecke von zentraler Bedeutung ist. Es überrascht wenig, dass während der gesamten Entwicklungszeit vor allem die starken Vibrationen des Motors große Probleme verursachten, doch Ford hat dies in den Griff bekommen und einen Motor geschaffen, der angesichts des hohen Hubraumes sogar unter den flat-plane V8 Motoren als exotisch gilt.

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Tags: Technik-Tipp

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