Der Einsteigerleitfaden zu Kurbelwelle und Nockenwelle

Die meisten Menschen sind beim Thema Automobile völlig ratlos. Allein die Erwähnung von Ölwechsel, Getrieben, Achsvermessung, Kurbelwelle und Nockenwelle versetzt sie in helle Panik. Dabei handelt es sich bei den meisten dieser Dinge um grundlegende Konzepte, die auf einfachen Prinzipien beruhen. Werfen wir einen Blick auf Kurbelwellen und Nockenwellen, ihre Verwendung und die verschiedenen Bauarten.

Was ist eine Kurbelwelle?

Die Kurbelwelle ist eine hochbelastete Komponente des Verbrennungsmotors, die in verschiedenen Arten von Fahrzeugen wie modernen Traktoren, Pkw und vielem mehr zum Einsatz kommt. Eine Kurbelwelle ist im Wesentlichen eine Metallstange mit mehreren daran befestigten Fortsätzen, die sich schnell dreht (etwa 14.000 U/min) und entscheidend dafür ist, die Kraft vom Motor auf die Räder zu übertragen.

Welche Aufgabe hat eine Kurbelwelle?

Technisch ausgedrückt besteht die Hauptfunktion der Kurbelwelle darin, die lineare Bewegung der Kolben in eine Drehbewegung umzuwandeln, die auf das Schwungrad und das Getriebe übertragen wird. Die Kurbelwelle überträgt außerdem Kraft auf andere zentrale Komponenten des Motors wie Ölpumpe, Kühlmittelpumpe, Ventilsteuerung, Klimakompressor und Lichtmaschine.

Daher ist die Kurbelwelle ständig in Bewegung und muss aus einem langlebigen Material gefertigt sein, das hochgradig beständig gegen Verschleiß, Ermüdung und Hitze ist. Am häufigsten kommen Schmiedestahl oder Gusseisen zum Einsatz.

Welche Arten von Kurbelwellen gibt es?

Die Pleuelstangen und ihre Befestigungsart unterscheiden sich je nach Ausführung der Kurbelwelle. Kurbelwellen werden grundsätzlich in zwei Arten unterteilt:

Die einteilige Kurbelwelle

Diese Bauart wird üblicherweise in Mehrzylindermotoren verwendet, am häufigsten im Viertaktmotor, wie er in den meisten Automobilen zu finden ist.

Die mehrteilige Kurbelwelle

Diese Bauart wird üblicherweise in Einzylinder- und Zweizylinder-Viertaktmotoren sowie in Zweitaktmotoren verwendet.

Aufgrund der hohen Festigkeit von Gusseisen wird es im Allgemeinen für die Herstellung von Fahrzeugen in Großserie mit geringer Belastung verwendet. Für kraftstoffeffiziente Motoren, die ein höheres Leistungs-Hubraum-Verhältnis erfordern, sind Kurbelwellen aus Schmiedestahl vorzuziehen.

Aus welchen Komponenten besteht eine Kurbelwelle?

Die Kurbelwelle ist so konstruiert, dass sie einen zähen Kern und robuste Oberflächen aufweist, um dem Verschleiß durch ihre ständige Drehbewegung standzuhalten. Ihre Hauptkomponenten sind:

• Hauptzapfen: Er läuft im Lager und bestimmt die Achse, um die sich die Welle dreht.
• Hubzapfen: Die Hubzapfen sind mit den Pleuelstangen verbunden.
• Kurbelwangen: Die Kurbelwangen verbinden die Hubzapfen mit dem Hauptzapfen.
• Schwungrad/Kraftübertragung: Das Schwungrad trägt dazu bei, das Motordrehmoment gleichmäßiger zu machen, und verringert
• Ölbohrung: Sie ist eine durchgehende Öffnung in der Welle. Bei laufendem Motor fließt Öl durch die Ölbohrung und sorgt für die Schmierung der beweglichen Teile.
• Gegengewichte: Wie der Name schon sagt, sorgen sie für einen Gewichtsausgleich in der Kurbelwelle, indem sie die Belastung des Hauptlagers verringern. Sie sind entweder direkt an der Kurbelwelle befestigt oder über die Kurbel mit ihr verbunden

Was ist eine Nockenwelle?

Eine Nockenwelle ist eine sehr wichtige Komponente des Verbrennungsmotors. Sie bestimmt (in hohem Maße), wie Ihr Motor bei verschiedenen Drehzahlen arbeitet. Sie ist wie eine Stange geformt, entlang derer Nocken genannte Erhebungen angeordnet sind.

Wofür wird sie verwendet?

Die Hauptfunktion der Nockenwelle besteht darin, das Öffnen und Schließen der Auslass- und Einlassventile zu steuern. Sie stellt sicher, dass sich das Einlassventil zum richtigen Zeitpunkt öffnet, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch dem Motor zuzuführen. Dies ist wichtig, um die Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umzuwandeln. Eine Verbesserung der Nockenwellenfunktion kann Effizienz, Spitzendrehmoment, Leistung und Gesamtperformance steigern.

Die Nockenwelle besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: den Nocken und der Welle, die beide das Öffnen bzw. Schließen der Ventile mit dem Kurbelwellenzahnrad synchronisieren. In Automobilen kommen Nockenwellen aus Schmiedestahl oder Gusseisen zum Einsatz.

Welche Arten von Nockenwellen gibt es?

Je nach Art des verwendeten „Stößels“ gibt es im Allgemeinen zwei Arten von Nockenwellen.

Nockenwellen mit flachem Stößel

Diese Nockenwelle befindet sich dort, wo Stößel und Nocke aneinander reiben, also an der Stelle, an der der Stößel auf der Nocke gleitet. Diese Drehbewegung ist entscheidend, um den Verschleiß der ständig bewegten Teile der Nockenwelle zu verhindern. Die Flachstößel-Nockenwelle arbeitet mit hydraulischen und mechanischen Flachstößeln (auch als Mitnehmer und Stößel bezeichnet).

Rollen-Nockenwellen

Wie der Name schon sagt, ist die Nockenspitze abgerundet, damit die Rolle das Ventil über einen längeren Zeitraum bei höherem Hub offen hält. Diese Einstellung beeinflusst den Kraftstoff-Luft-Bedarf und öffnet das Ventil schneller. Wie bei der Flachstößel-Nockenwelle arbeitet die Rollen-Nockenwelle mit hydraulischen und mechanischen Rollenstößeln.

Aus welchen Komponenten besteht eine Nockenwelle?

• Die Lagerzapfen: Sie halten die Nockenwelle in Position, damit sie nicht ausweicht, während sich die Welle mit enormer Geschwindigkeit dreht.
• Die Nocken: Sie steuern das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile, während sich die Nockenwelle dreht. Die Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens der Ventile beeinflusst die Motorleistung. Sie ändert sich mit der Motordrehzahl.
• Die Enden: Das vordere Ende der Nocke synchronisiert die Bewegung des Motors mit der Kurbelwelle, das hintere Ende hält die Zündung im Takt mit dem übrigen Verbrennungsmotor.
• Das Nockenwellenlager: Es ist eine Ergänzung zur Leistungssteigerung von Nockenwellen. Das Lager isoliert die Nocke, damit sie bei einer Fehlfunktion des Motors nicht beeinträchtigt wird.

Worin unterscheiden sich Kurbelwelle und Nockenwelle?

Neben ihrer Funktion gibt es mehrere wesentliche Unterschiede zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle. Sehen wir uns einige wichtige Unterschiede an:

Einbaulage

Die Kurbelwelle befindet sich unter dem Zylinder, während die Nockenwelle oberhalb des Zylinders liegt.

Funktionsweise

Die Kurbelwelle wandelt die lineare Bewegung des Kolbens in eine Kreisbewegung um, während die Nockenwelle das korrekte Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile zeitlich steuert.

Herstellung

Kurbelwellen werden üblicherweise aus legiertem Schmiedestahl gefertigt, während Nockenwellen in der Regel aus Schmiedestahl oder Gusseisen bestehen.

Fazit

Kurbelwelle und Nockenwelle sind beide wesentliche Bestandteile des Verbrennungsmotors und verfügen über unterschiedliche Bauteile, die auf verschiedene Weise zusammenwirken, damit die Welle ordnungsgemäß funktioniert. Während die Kurbelwelle lineare in kreisförmige Bewegung umwandelt, steuert die Nockenwelle das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile. Die Energie der Nockenwelle wird auf die Kurbelwelle übertragen, damit diese ihren Betrieb ausführt.

Häufig gestellte Fragen

Was haben Kurbelwelle und Nockenwelle gemeinsam?

Beide sind Wellen, jedoch unterschiedlich konstruiert und mit verschiedenen Motorteilen verbunden. Die Bewegung der Nockenwelle wird von der Kurbelwelle über eine Kette oder Zahnräder an ihrem vorderen Ende angetrieben. Die Kurbelwelle nutzt die Energie, die durch das Öffnen und Schließen der Ventile im Verbrennungsprozess entsteht, um den Motor anzutreiben.

Welche Anzeichen deuten auf eine defekte Kurbelwelle hin?

Es gibt mehrere wichtige Anzeichen, die auf eine fehlerhafte Kurbelwelle hindeuten. Dazu gehören blinkende Kontrollleuchten, ein stockender Motor, Fehlzündungen, ungleichmäßige Beschleunigung, ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und ein rau laufender, vibrierender Motor.

Was ist die Hauptfunktion der Nockenwelle?

Das Steuern und zeitliche Regeln des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile.

Was dreht sich schneller, die Kurbelwelle oder die Nockenwelle?

Die Kurbelwelle dreht sich doppelt so schnell wie die Nockenwelle. Das liegt daran, dass die Nockenwelle nur eine Umdrehung benötigt, um den Ventilbetrieb für einen vollständigen Motorzyklus abzuschließen, während der Viertaktmotor (Kurbelwelle) zwei Umdrehungen für einen Zyklus benötigt.

Was ist die Hauptfunktion einer Kurbelwelle?

Sie ist der wesentlichste Bestandteil des Verbrennungsmotors und wandelt die lineare Bewegung in eine Drehbewegung um.