Jetzt haben wir immerhin schon einmal über den Massenausgleich 1. Ordnung gesprochen. Vereinfacht gesagt betrifft der alle Kräfte, die mit der Frequenz einer Kurbelwellenumdrehung auftreten. Man könnte deren Ausgleich also daran erkennen, dass die entsprechende Welle die gleiche Drehzahl wie die Kurbelwelle hat. Sie merken schon daran, dass dieser Ausgleich bei Fahrzeugmotoren selten ist.

Hier rotieren Ausgleichswellen, wenn vorhanden, meist mit doppelter Kurbelwellendrehzahl. Sie versuchen also, Massenkräfte 2. Ordnung auszugleichen. Es gibt eher etwas weniger Motoren, bei denen die Massenkräfte 1. Ordnung nicht ausgeglichen sind. Neben den Ein-, Reihen-Zweizylindern als Viertakter und ungeraden Reihen-Zylinderzahlen müssen hier noch alle V-Motoren und deren Ableitungen genannt werden.

Übrigens gibt es nichts, was nicht noch ein wenig feiner erklärt werden kann. So hat der Zweizylinder-Zweitaktmotor durch seine gegenläufig arbeitenden Kolben auf den ersten Blick ausgeglichene Massenkräfte 1. Ordnung. Da aber der eine Zylinder vorn und der andere hinten angeordnet ist, entsteht ein Kippmoment um die Querachse nach vorn, wenn sich der vordere Kolben nach UT und der hintere nach OT bewegt.

Umgekehrt das Gleiche. Erst ab vier Zylindern in Reihe tritt das bei graden Zylinderzahlen nicht mehr auf. Das ist typisch für sogenannte freie Momente, die es natürlich ebenfalls erster und zweiter Ordnung gibt, je nachdem, ob sie einfach oder doppelt mit jeder Kurbelwellenumdrehung auftreten. Die Massenkräfte 2. Ordnung hingegen entstehen aus den beim Kurbeltrieb z.B. bei 90° möglichen Seitenkräften. So bewirken die Gaskräfte, die auf den Kolben wirken, zunächst eine gerade in Richtung Kurbelwellenmitte gerichtete Kraft, die sich aber in Pleuelstangen- und Seitenkraft aufteilen muss. Ausgeglichen werden diese Kräfte dann, wenn es einen weiteren Zylinder mit genau 270° Pleuelstellung gibt.

Ein schönes Beispiel dazu liefert der Vierzylinder-Reihenmotor. So wie er weltweit vorkommt, liegen bei ihm alle Kröpfungen in einer Ebene (im Bild oben links). Es wäre aber auch eine Form möglich, bei der jede Kröpfung eine eigene Ebene hätte (im Bild oben rechts). Hier stünde jeder Pleuelstellung eine andere um 90° versetzte gegenüber. Es wären also die Massenkräfte zweiter Ordnung ausgeglichen, nicht aber die erster Ordnung.

Warum es die rechte Kurbelwelle nicht in die Serienfertigung geschafft hat? Weil es auch noch Zündungen mit entsprechendem Gasdruck gibt. Und diese wären hier nicht über 720° gleichmäßig darstellbar. Wenn Sie z.B. unten mit dem ersten Zylinder beginnen, können Sie 180° später zwar den dritten Zylinder arbeiten lassen, haben aber dann keinen mehr, der nach weiteren 180° auf OT steht.

Schwierig, alle Ideale unter einen Hut zu bringen. Es kommt übrigens bei bestimmten Mehrzylinder-Konstruktionen noch öfter vor, dass man Kompromisse beim Verteilen der Arbeitstakte eingehen muss. Und die Massenmomente zumindest erster Ordnung würden bei dieser ungewöhnlichen Form der Kurbelwelle auch im Gegensatz zur Normalform auftreten.