Motortechnik - Nockenwellen

Begriffe

Anlauframpen	Der an den Grundkreis angrenzende Abschnitt des Nockens, der sich mit konstanter, langsamer Geschwindigkeit anhebt. Sein Zweck besteht darin, Toleranzen auszugleichen und das durch das Ventilspiel entstandene Spiel im Ventiltrieb aufzunehmen. Die Öffnungsrampe gleicht alle Spielräume im Ventiltrieb aus und bringt das Ventil an den Beginn der Öffnung. Die Schließrampe beginnt, wenn das Ventil den Ventilsitz berührt, und endet, wenn der Stößel zum Grundkreis zurückkehrt. Die Gestaltung der Rampen hat einen enormen Einfluss auf die Leistungsabgabe und die Zuverlässigkeit des Ventiltriebs.
asymmetrisch	Unterschiedliche Nocken für Einlass und Auslass. Üblicherweise wird bei asymmetrischen Nockenwellen ein größeres Nockenprofil auf dem Einlass als auf dem Auslass verwendet.
Beschleunigung	Die Beschleunigung der einzelnen Komponenten im Ventiltrieb ist maßgeblich für die Belastung und damit auch den Verschleiß. Hohe Beschleunigungen machen sich zudem durch höhere Laufgeräusche bemerkbar.
Blockmaß	Eine Ventilfeder, die so stark zusammengedrückt wurde, dass die Windungen dicht aneinanderliegen und zwischen ihnen kein Zwischenraum mehr vorhanden ist. In diesem Fall kann sich das Ventil nicht weiter öffnen.
Drehzahlband	Mit dem Drehzahlband ist der Drehzahlbereich gemeint, in dem die Nockenwelle das optimale Drehmoment entwickelt.
Gesamt Ventilhub	Ergibt sich aus der Multiplikation des Nockenhubes mit dem Kipphebelverhältnis. Der tatsächliche Ventilhub kann aufgrund von Toleranzen bei den Kipphebeln und deren Geometrie variieren.
Grundkreis	Der konzentrische oder runde Abschnitt des Nockenprofils, in diesem Bereich wird das Ventilspiel eingestellt.
Hydrostößel	Diese Stößel sind so konstruiert, dass im Ventiltrieb kein Spiel entsteht. Hydraulische Ventilstößel üben halten das Ventilspiel hydraulisch auf Null, was bei starren Ventilstößeln nicht der Fall ist. Zu ihren Vorteilen zählen ein leiserer Motorlauf und der Entfall des regelmäßigen Ventilspiel einstellens.
Kipphebelgeometrie	Um bei Motoren, bei denen die Verdichtung erhöht, andere Kolben und Zylinder oder Kipphebel verwendet wurden, wieder die richtige Kipphebel-Geometrie herzustellen, wird es oftmals notwendig, die Kipphebelböcke zu unterlegen (dies geschieht am besten mit unseren Unterlegscheiben oder die Länge der Stößelstange zu ändern. Bei halb geöffneten Ventil sollte dieses mit der Einstellschraube eine Flucht ergeben. Ist die Einstellschraube auf der Stößelstangenseite, sollten Stößelstange und Einstellschraube fluchten.
Kipphebelübersetzung	Die Kipphebelübersetzung ist das Bindeglied zwischen Nockenhub und Ventilhub. Es gilt: Nockenhub x Kipphebelübersetzung = Ventilhub
Konzentrisch	Rundlaufgenauigkeit oder zentrische Ausrichtung. In der Nockenwellentechnik gelten die Nockenlager und Nocken als zentrisch zueinander ausgerichtet, wenn die Nockenwelle gerade ist und der Rundlauf zwischen allen Nocken und Lagern maximal 0,02 mm beträgt.
n. OT	Kurzform für "nach oberen Totpunkt". Zusammen mit einer Gradangabe wird beispielsweise der Schließzeitpunkt des Auslassventils beschrieben.
n. UT	Kurzform für "nach unteren Totpunkt". Zusammen mit einer Gradangabe wird beispielsweise der Schließzeitpunkt des Einlassventils beschrieben.
Netto Ventilhub	Der tatsächliche Ventilhub. Dieser Hub lässt sich ermitteln, indem man das Ventilspiel vom Gesamt Ventilhub abzieht. Der tatsächliche Ventilhub im Motor kann aufgrund von Toleranzen bei den Kipphebeln und deren Geometrie variieren.
Nocken	Der Nocken ist exzentrisch zu den Nockenwellenlagern angeordnet und überträgt über den Ventiltrieb eine Hubbewegung, um die Ventile zu betätigen. Die Form des Nockens bestimmt den Einsatzzweck der Nockenwelle (z. B. Straßenbetrieb oder Rennsport).
Nockenfläche	Nur zu Vergleichszwecken. Der Wert ergibt sich aus der Summe von Nockenhub bei jedem Grad Drehwinkel.
Nockenhub	Dies ist der maximale Weg, um den die Nockenwelle den Stößel verschiebt, wenn das Ventil geöffnet ist. Dies ist nicht mit dem Ventilhub zu verwechseln. Siehe â€žGesamtventilhubâ€œ.
Nockenprofil	Die Form des Nockens.
Nockenprofil Konus	Dies ist der Unterschied zwischen dem Durchmesser an der Vorderseite des Grundkreises und dem Durchmesser an der Rückseite des Grundkreises. Der Konus hat einen entscheidenden Einfluss auf die Drehbewegung des Stößels. Wenn sich der Stößel nicht mit der richtigen Drehzahl dreht, kommt es zu vorzeitigem Verschleiß an Stößel und Nocken.
Nockenscheitel	Der Punkt am Nocken mit dem größten Hub.
Nockenwelle	Eine Welle mit mehreren exzentrischen Nocken. Mit den Nocken wird die Drehbewegung der Nockenwelle in eine Auf- und Abwärtsbewegung (Hubbewegung) umgewandelt. Auf Grund des Viertakt- Prinzips dreht sich die Nockenwelle halb so schnell wie die Kurbelwelle. Die Nocken auf der Nockenwelle steuern den Ventiltrieb entsprechend der Kolbenbewegung. Die Nockenwelle bestimmt, wann sich die Ventile öffnen und schließen, wie lange sie offen bleiben und wie weit sie sich öffnen.
Nockenwelle einmessen	Das Ausrichten der Nockenwelle bedeutet, die Position der Nockenwelle mit der Kurbelwelle abzustimmen. Schon wenige Grad Versatz können den Betrieb des Motors erheblich beeinträchtigen.
OT	Kurzform für Oberer Totpunkt. Dies ist der höchste Punkt, den ein Kolben während seiner Auf- und Abbewegung im Zylinder erreicht. Bei 4-Takt-Motoren muss zwischen Zünd-OT und Überschneidungs-OT unterschieden werden. Für Nockenwellen gilt der Überschneidungs-OT als Referenzpunkt für die Angabe der Spreizung. Außerdem wird der Obere Totpunkt als Referenzangabe für das Öffnen und Schließen der Ventile genutzt.
Rampen	Die Flanken des Nockenprofils oder der Teil des Profils, der auf beiden Seiten zwischen dem Nockenscheitel und dem Grundkreis liegt.
Rollenstößel	Der Rollenstößel erfüllt dieselbe Funktion wie der mechanische Stößel. Anstatt jedoch auf der Nockenfläche zu gleiten, verfügt der Stößel über ein Rollenlager, das über die Nockenfläche rollt.
Spreizung	Benennt den Winkel zwischen dem oberen Totpunkt und dem maximalen Hub der Nockenwelle. In der Theorie gibt es jeweils eine Spreizungsangabe für den Einlass und den Auslass. In der Praxis wird jedoch für fast alle Nockenwellen nur eine Spreizung angegeben, die sowohl für Einlass als auch Auslass gilt.
Steuerzeit	Die Zeitspanne, in der das Ventil durch den Nocken vom Ventilsitz abgehoben wird. Diese wird in Grad Kurbelwellenumdrehung gemessen. Eine längere Öffnungsdauer bewirkt, dass der Motor in einem höheren Drehzahlbereich läuft.
Steuerzeit bei 1,27mm (.050") Prüfhub	Der Abstand, gemessen in Grad Kurbelwellenumdrehung, vom Zeitpunkt, an dem das Ventil 0,050 Zoll geöffnet ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem es 0,050 Zoll vor dem Schließen steht. Warum .050"?: Der Prüfhub von .050" ist am weitesten verbreitet. Um wirklich alle Nockenwellen miteinander vergleichen zu können sind alle Angaben bei uns immer auf diesen Prüfhub bezogen. Ein Vergleich von Angaben bei verschiedenen Prüfhüben hat keine Aussagekraft. Ebenso haben beworbene Steuerzeiten keine Aussagekraft, da jeder Hersteller diese nach eigenem ermessen angibt.
Stößel	In der Regel ein flacher* Mitnehmer an der Nockenwelle. Der Stößel überträgt die Auf- und Abbewegung auf den restlichen Ventiltrieb, indem er auf dem Nocken gleitet. *) die Stößel an unseren Motoren sind nicht wirklich Flach. Sie weisen einen Radius auf, der es dem Stößel ermöglicht, sich während des Betriebs zu drehen.
Überschneidung	Eine Situation, in der sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil gleichzeitig geöffnet sind, während sich der Kolben im Auslasshub am oberen Totpunkt befindet. Je länger die Steuerzeit an den Einlass- und Auslassnocken ist, desto größer ist die Überlappung in Grad.
Überschneidungshub	Im Überschneidungshub sind beide Ventile geöffnet. Der Überschneidungshub kann Informationen über das Laufverhalten der Nockenwelle geben. Ein geringer Überschneidungshub bedeutet oft einen besseren Leerlauf und mehr Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen.
UT	Kurzform für Unterer Totpunkt. Dies ist der niedrigste Punkt, den ein Kolben während seiner Auf- und Abbewegung im Zylinder erreicht. Der untere Totpunkt wird als Referenzangabe für das Öffnen und Schließen der Ventile genutzt.
v. OT	Kurzform für "vor oberen Totpunkt". Zusammen mit einer Gradangabe wird beispielsweise der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils beschrieben.
v. UT	Kurzform für "vor unteren Totpunkt". Zusammen mit einer Gradangabe wird beispielsweise der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils beschrieben.
Ventil Steuerzeit	Die Gesamtzeit in Grad Kurbelwellenumdrehung, die das Ventil nicht im Ventilsitz sitzt und geöffnet ist.
Ventilfeder flattern	Wenn die Motordrehzahl so hoch ist, dass die Ventilfedern das Ventil nicht mehr kontrollieren können, bleiben die Ventile offen und/oder "springen"auf ihren Sitzen auf und ab. Dadurch kommt es zu Leistungsverlust und verstärktem Verschleiß.
Ventilfederresonanzen	Hohe Drehzahlen bzw. hohe Frequenzen können einem unvorhersehbaren Verhalten der Ventilfeder führen. Dies wird durch die Trägheit der einzelnen Windungen der Ventilfeder verursacht. Bei bestimmten kritischen Motordrehzahlen regen die durch die Nockenbewegung verursachten Schwingungen die Eigenfrequenzen der Ventilfeder an. Dieser Schwingungseffekt verringert die verfügbare statische Federkraft erheblich. Mit anderen Worten: Diese Trägheitskräfte wirken bei kritischen Drehzahlen der Spannung der Ventilfeder entgegen.
Ventilfederverschleiß	Ventilfedern neigen dazu, nach einer gewissen Betriebszeit im Motor an Spannung zu verlieren, da sie enormen Belastungen ausgesetzt sind. Bei 6.000 Umdrehungen pro Minute muss beispielsweise jede Feder 50 Mal pro Sekunde aus- und einfedern. Die durch diese Belastung entstehende enorme Hitze beeinträchtigt schließlich die Wärmebehandlung des Federdrahtes und führt dazu, dass die Federn einen leichten Druckverlust erleiden.
Ventilspiel	Dies ist der Abstand zwischen dem Grundkreis des Nockenwellennockens und dem Nockenwellenstößel.
Ventiltrieb	Die "Kette" von Bauteilen, die vom Nocken zum Ventil führt.
Verdichtung	Das Verdichtungsverhältnis beschreibt, wie stark der Kolben das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder komprimiert. Sie ist das Verhältnis des maximalen Zylindervolumens (Kolben unten) zum minimalen Volumen im Brennraum (Kolben oben)