Hubraum

Der Hubraum ist das zusammengefasste Volumen, das alle Kolben eines Motors überstreichen, während sie sich vom unteren Ende ihrer Zylinderbohrung (unterer Totpunkt) zum oberen Ende (oberer Totpunkt) bewegen. Er ist eine der ältesten und beständigsten Größen zur Beschreibung der Motorgröße, weil er die grundlegende physikalische Fähigkeit der Zylinder erfasst, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch anzusaugen und zu verbrennen. Im Alltag wird der Wert meist in Litern angegeben — etwa ein 2,0-Liter-Motor — oder bei kleineren Motoren und Motorrädern in Kubikzentimetern (cm³), wobei 1.998 cm³ üblicherweise auf- oder abgerundet und als 2,0 Liter vermarktet würden.

Die Berechnung selbst ist einfache Geometrie. Das Hubvolumen eines einzelnen Zylinders entspricht der Kreisfläche der Bohrung (π multipliziert mit dem Quadrat des Radius) multipliziert mit dem Hub, also der Strecke, die der Kolben zurücklegt. Multipliziert man diesen Einzelwert mit der Zylinderzahl, ergibt sich der Gesamthubraum. Ein 2,0-Liter-Vierzylinder überstrich somit rund 500 cm³ je Zylinder. Wichtig ist, dass der Hubraum nur das vom Kolben durchlaufene Volumen zählt; das kleine Verdichtungsvolumen, das im oberen Totpunkt über dem Kolben verbleibt, ist ausgenommen und dient stattdessen der Berechnung des Verdichtungsverhältnisses.

Historisch war der Hubraum ein verlässliches Kürzel für Leistung und Drehmoment, denn bei Saugmotoren, die unter Atmosphärendruck atmen, sog ein größerer Zylinder schlicht mehr Luft an und konnte je Arbeitstakt mehr Kraftstoff verbrennen. Größere Motoren leisteten unter sonst gleichen Bedingungen mehr, weshalb Enthusiasten große Zahlen — ein 5,0-Liter-V8, ein 3,0-Liter-Reihensechszylinder — lange mit Leistung gleichsetzten. Dieser Zusammenhang prägte jahrzehntelang die Motorenentwicklung und gilt innerhalb einer einzelnen Konstruktionsfamilie weiterhin grundsätzlich.

Die Aufladung hat diese Verbindung erheblich geschwächt. Ein Turbolader oder Kompressor presst zusätzliche Luft in die Zylinder, sodass ein kleiner Hubraum die Luftmasse und damit die Leistung eines weit größeren erzeugen kann. Moderne 1,5-Liter-Turbobenziner erreichen mühelos die Leistung älterer 2,5-Liter-Sauger, ein als Downsizing bekannter Trend. Der Hubraum allein ist daher kein verlässlicher Maßstab mehr dafür, wie kräftig ein zeitgemäßer Motor ist; der Ladedruck und der gesamte Abstimmungsgrad zählen ebenso viel.

Dennoch behält der Hubraum praktische und regulatorische Bedeutung. Viele Länder bemessen die jährliche Kfz-Steuer, Versicherungsklassen oder Zulassungsgebühren teils nach dem Hubraum, was Käufer in diesen Märkten lange zu kleineren Motoren gedrängt hat. Er beeinflusst zudem den Kraftstoffverbrauch, die Abgasklasse und die bauliche Unterbringung im Motorraum.

Der Hubraum lässt sich am besten im Zusammenhang mit verwandten Begriffen verstehen: Das Verdichtungsverhältnis beschreibt, wie stark die angesaugte Ladung zusammengepresst wird, der Kolben ist das bewegliche Bauteil, das das Hubvolumen bestimmt, und die Unterscheidung zwischen Saug- und aufgeladenen Motoren erklärt, warum zwei hubraumgleiche Triebwerke so unterschiedlich leisten können.