Funktion
Die Pleuelstange verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle, sie besteht aus dem kleinen und dem großen Pleuelauge und dem Schaft.
Die Rotation der Kurbelwelle bewirkt eine rotierende Bewegung des großen Pleuelauges. Das kleine Pleuelauge folgt der axialen Hubbewegung des Kolbens im Zylinder. Der Pleuel ist somit ein Bauteil, durch das die Axialbewegung des Kolbens in eine Rotation der Kurbelwelle umgewandelt wird.
Beanspruchungen
Als Kräfte und Bewegungen übertragenes Element zwischen Kolben und Kurbelwelle ist der Pleuel großen wechselnden Belastungen ausgesetzt. Die Pleuelstange wird durch den Kolben auf Druck und auf Zug belastet. Zudem wird der Pleuel durch seine Schwenkbewegung auf Biegen beansprucht. Er sollte möglichst leicht aber dennoch hinreichend formsteif sein. Zudem muss eine ausreichende Bauteil- und Gestaltfestigkeit gewährleistet sein.
Anforderungen
Grundsätzlich sollten bewegte Massen zugunsten der Effizienz sowie der Schwingungsanregung klein sein. Durch eine reduzierte Bauteillänge lässt sich das Gewicht minimieren. Dabei sind jedoch die veränderten Seitenkräfte am Kolbenschaft und im Pleuel zu beachten.
Führung der Pleuelstange
Die axiale Führung des Pleuels erfolgt üblicherweise über das große Pleuelauge an der Kurbelwange. Dies wird als „unten geführt“ bezeichnet. Weniger verbreitet ist die Führung über den Kolben und das kleine Pleuelauge „oben geführt“. Dazu ist eine Anlauffläche am Kolben notwendig und das Spiel muss reduziert werden.
Vorteile des „oben geführten“ Pleuel sind: Die Anlaufscheiben an der Kurbelwelle entfallen und die länge des Kolbenbolzens kann reduziert werden. Dies führt zu einer Gewichtsreduzierung. Aufgrund der kleineren Anlaufflächen entstehen geringere Reibungsverluste.
Nachteile des „oben geführten“ Pleuel sind: Schwingungen und Bewegungen von der Kurbelwelle werden direkt in den Kolben übertragen, was die Lebensdauer des Kolben mindert. Weiterhin verschlechtern sich die Schmierbedingungen im kleinen Auge, da weniger Öl durch den schmalen Spalt zwischen Pleuel und Kolben gelangt.
Werkstoffe
Für die Verwendung von Serien Pleuel hat sich das Sinterschmiedeverfahren durchgesetzt. Um die Porosität zu verringert wird hier ein Schmiedeprozess nachgeschaltet. Das verwendete Material 3Cu6c hat einen Kohlenstoffgehalt von 0,5-0,6% Über das zulegieren von Kupfer mit bis zu 3% kann die Festigkeit gesteigert werden. Für hochbelastete Motoren haben sich Stahlpleuel, welche im Gesenkschmiedeverfahren hergestellt werden, durchgesetzt.
