Hubraum-Rechner: Berechnung des Motorvolumens

Der Hubraum eines Zylinders beschreibt das Volumen, das sich zwischen den beiden Endpositionen des Kolbens befindet.

Die Formel zur Berechnung eines Zylinders ist noch aus dem Schulunterricht bekannt – das Volumen entspricht dem Produkt aus Grundfläche und Höhe. Um den Hubraum eines Autos oder Motorrads zu berechnen, werden genau diese Faktoren benötigt. Der Hubraum (V_h) eines jeden Motorzylinders wird wie folgt berechnet:

Wobei gilt:

h — Kolbenhub in mm (Abstand vom OT zum UT – Oberer und Unterer Totpunkt)

r — Radius des Kolbens in mm

π — 3,14 (Kreiszahl Pi)

Alternativ nach der Formel: V=(πD²/4)·h, wobei statt des Radius der Zylinderdurchmesser D (Bohrung) verwendet wird. Ein Beispiel zur Berechnung des Hubraums eines UAZ Patriot mit dem Motor ZMZ 40906 basierend auf folgenden Daten:

• Zylinderdurchmesser (Bohrung): 95,5 mm (r = 47,75 mm).
• Kolbenhub: 94 mm.
• Anzahl der Zylinder: 4 Stk.

Fügen wir diese Daten in den Rechner ein, erhalten wir ein Volumen von 2693 cm³.

Zum Vergleich berechnen wir den Hubraum eines Lada Samara (VAZ 2114) mit dem Motor VAZ-11183. Laut technischen Daten:

• Zylinderdurchmesser — 82 mm (Radius = 41 mm).
• Kolbenhub — 75,6 mm.
• Anzahl der Zylinder — 4 Stk.

Der Rechner ergibt ein Volumen von 1596 cm³. Dieses Ergebnis stimmt mit den Werksangaben in den technischen Daten überein.

Wie man den Hubraum ermittelt

Um den Gesamthubraum des Motors zu berechnen, müssen Sie zunächst das Volumen eines einzelnen Zylinders ermitteln und dieses mit der Anzahl der Zylinder multiplizieren. Das ergibt:

V_Motor = Zahl Pi multipliziert mit dem Quadrat des Radius (halber Kolbendurchmesser), multipliziert mit der Hubhöhe und schließlich mit der Anzahl der Zylinder.

Da Kolbenparameter in der Regel in Millimetern angegeben werden, der Hubraum jedoch in Kubikzentimetern (cm³) gemessen wird, muss das Ergebnis zur Umrechnung der Einheiten noch durch 1000 geteilt werden.

Beachten Sie den Unterschied zwischen dem Gesamtvolumen und dem Hubraum (Arbeitsvolumen). Da der Kolben Aussparungen für Ventile haben kann und der Brennraum (Verdichtungsraum) ebenfalls Volumen bietet, sind diese Begriffe nicht identisch. Um das tatsächliche Gesamtvolumen eines Zylinders zu berechnen, müsste man das Brennraumvolumen zum Hubraum addieren.

Den Hubraum können Sie mit einem herkömmlichen Taschenrechner bestimmen, wenn Sie die Zylinder- und Kolbenmaße kennen. Unser Online-Rechner erledigt dies jedoch deutlich einfacher und schneller. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie die Berechnungen benötigen, um Rückschlüsse auf die Motorleistung zu ziehen, da diese Werte direkt voneinander abhängen.

Berechnung des Hubraums mit dem Rechner

Um den Hubraum des gewünschten Motors zu berechnen, müssen Sie lediglich 3 Zahlen in die entsprechenden Felder eintragen – das Ergebnis wird automatisch angezeigt. Alle drei Werte finden Sie in den Fahrzeugpapieren (Zulassungsbescheinigung), im technischen Handbuch oder Sie können die Kolbenmaße mit einem Messschieber selbst ermitteln.

Ergibt die Berechnung beispielsweise 1598 cm³, so wird dies im allgemeinen Sprachgebrauch als 1,6 Liter bezeichnet. Bei einem Ergebnis von 2429 cm³ spricht man von einem 2,4-Liter-Motor.

Langhuber und Kurzhuber Kolben

Beachten Sie auch: Selbst bei gleicher Zylinderzahl und gleichem Hubraum können Motoren unterschiedliche Bohrungs- und Hubverhältnisse aufweisen, was zu unterschiedlichen Leistungscharakteristiken führt. Ein Motor mit kurzhubigen Kolben (Kurzhuber) verbraucht oft mehr und hat einen geringeren Wirkungsgrad, erreicht aber hohe Leistungen bei hohen Drehzahlen. Langhuber hingegen werden dort eingesetzt, wo Drehmoment und Wirtschaftlichkeit gefragt sind.

Folglich lautet die Antwort auf die Frage „Wie erfahre ich den Hubraum anhand der PS-Zahl?“: Gar nicht. Zwar hängen Pferdestärken (PS) und Hubraum zusammen, aber eine direkte Berechnung ist nicht möglich, da die Leistung von vielen weiteren Faktoren (z.B. Turboaufladung, Motorsteuerung) abhängt. Die Kubikzentimeter lassen sich daher ausschließlich über die geometrischen Parameter der Kolbengruppe bestimmen.

Warum man den Hubraum prüfen sollte

Am häufigsten wird der Hubraum nachgerechnet, wenn eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses geplant ist, beispielsweise beim Aufbohren der Zylinder für Tuning-Zwecke. Eine höhere Verdichtung führt zu einem höheren Druck auf den Kolben bei der Verbrennung und somit zu mehr Leistung. Die Technik der Hubraumerweiterung zur Steigerung der Verdichtung ist beliebt, da bei gleicher Kraftstoffmenge mehr nutzbare Arbeit verrichtet wird. Doch es gibt Grenzen: Eine übermäßige Erhöhung riskiert eine Selbstentzündung des Gemischs, was zu sogenanntem „Klopfen“ führt. Dies verringert nicht nur die Leistung, sondern kann den Motor zerstören.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

• In welcher Einheit wird der Hubraum gemessen?

  Der Hubraum wird technisch in Kubikzentimetern (cm³) gemessen, in Fahrzeugdokumenten und Verkaufsanzeigen jedoch oft in Litern (l) angegeben. 1000 Kubikzentimeter entsprechen dabei 1 Liter. Die Angabe in cm³ ist die präziseste Maßeinheit, da bei der Angabe in Litern meist auf eine Stelle nach dem Komma gerundet wird. Ein 2,4-Liter-Motor hat beispielsweise oft exakt 2429 cm³.

• Wie lautet die Formel für den Hubraum eines Zylinders?

  Der Hubraum eines Zylinders ist das Produkt aus der Kreiszahl Pi (3,1415), dem Quadrat des Radius der Bohrung und der Hubhöhe des Kolbens. Die Formel für den Hubraum in Kubikzentimetern lautet: V_h = π⋅r²⋅h/1000. Alternativ kann mit dem Durchmesser gerechnet werden: V=(πD²/4)·h.

• Wie misst man den Hubraum am Auto?

  Der Gesamthubraum ist die Summe der Volumina aller Zylinder. Man berechnet also das Volumen eines Zylinders und multipliziert es mit deren Anzahl. Das Zylindervolumen ergibt sich aus Höhe mal Radiusquadrat mal Pi. Wichtig: Für die Höhe ist der Kolbenhub vom unteren Totpunkt (UT) zum oberen Totpunkt (OT) maßgeblich. Der Radius wird über den Durchmesser der Zylinderbohrung ermittelt (z.B. mit einem Lineal oder Messschieber). Eine physische Messung ist nur bei abgenommenem Zylinderkopf oder bekannten technischen Daten möglich.

• Wie viel sind 1,8 l Hubraum in cm³?

  Rein rechnerisch entsprechen 1,8 Liter genau 1800 cm³. Da Hersteller Hubraumangaben jedoch runden, kann ein als "1.8" bezeichneter Motor tatsächlich zwischen ca. 1761 cm³ und 1834 cm³ haben. Der exakte Wert in cm³ lässt sich nur den technischen Daten des spezifischen Fahrzeugmodells entnehmen.