Eine Kurzanleitung für eine Nockenwelle
Damit ein Verbrennungsmotor reibungslos funktioniert, ist die Nockenwelle eine der wichtigsten Komponenten. Die Nockenwelle und die Kurbelwelle müssen synchronisiert arbeiten, um die ordnungsgemäße mechanische Steuerung der Zündsysteme zu gewährleisten. Aufgrund ihrer wichtigen Rolle ist die Bearbeitung einer Nockenwelle immer eine Arbeit mit engen Toleranzen.
Aber wissen Sie, was genau eine Nockenwelle ist? Und was macht eine Nockenwelle? Gibt es verschiedene Arten von Nockenwellen?
Wir haben eine Kurzanleitung für eine Nockenwelle zusammengestellt, um Ihnen alle Antworten zu geben, die Sie benötigen. Fangen wir an.
Was ist eine Nockenwelle?
Die Nockenwelle eines Verbrennungsmotor ist der Teil des Ventiltriebs, der die Kraftstoffzufuhr und den Ausstoß von Abgasen regelt. Eine Nockenwelle befindet sich in der Regel oben im Motor (oberhalb des Zylinders). Die Nockenwelle ist über einen Riemen und eine Kette mit der Kurbelwelle verbunden.
Eine der grundlegendsten und wichtigsten Funktionen einer Nockenwelle besteht darin, das Schließen und Öffnen der Einlass-/Auslassventile zu steuern.
Eine Nockenwelle besteht aus verschiedenen Metallen und hat die Form einer zylindrischen Welle oder einer Stange mit eiförmigen Nocken, die sich zur Leistungserzeugung drehen. Nockenwellen beeinflussen in hohem Maße die Leistung Ihres Motors, wenn Sie schneller fahren.
Was ist die Funktion einer Nockenwelle?
Die Nockenwelle als Bauteil wird in Verbrennungsmotoren verwendet. Die Hauptfunktion der Nockenwelle ist das Öffnen und Schließen der Motorventile mit Hilfe ihrer vielen Nocken (eiförmige Nocken).
Eine Nockenwelle hat mehrere Anwendungen und Verwendungszwecke - in Verbrennungsmotoren, mechanisch gesteuerten Zündsystemen und als früher Drehzahlregler für Motoren.
Darüber hinaus bestehen Nockenwellen aus vier verschiedenen Teilen: den Nocken, den Hauptzapfen, den Enden und den Nockenlagern. Jedes dieser Teile ist entscheidend für die Herstellung einer Nockenwelle mit einem enormen Spitzendrehmoment.
Arten von Nockenwellenantrieben
Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Nockenwellenantrieben: die einfache oben liegende Nockenwelle (SOHC), die doppelte oben liegende Nockenwelle (DOHC) und die Stößel- oder oben liegende Ventilsteuerung (OHV). Schauen wir uns jede von ihnen an.
Einfach oben liegende Nockenwelle (SOHC)
Der Motor mit einer obenliegenden Nockenwelle hat eine Nockenwelle pro Zylinderkopf (Zylinderreihe). Dies ist die älteste Bauart von Motoren mit obenliegender Nockenwelle. Die meisten SOHC-Motoren haben zwei Ventile für jeden Zylinder.
Die Kurbelwelle ist der Teil, der den SOHC über die damit verbundene Steuerkette antreibt. Diese Kette oder dieser Riemen muss regelmäßig ausgerichtet und überprüft werden. Ein beschädigter oder falsch ausgerichteter Zahnriemen kann reißen und ernsthafte Probleme verursachen.
Doppelt obenliegende Nockenwelle (DOHC)
Wie der Name schon sagt, haben DOHC-Motoren zwei Nockenwellen pro Bank. Doppelte oben liegende Nockenwellen werden auch als Doppelnockenmotoren bezeichnet. Motoren, die mehr als vier Ventile pro Zylinder haben, verwenden in der Regel doppelte obenliegende Nockenwellen.
Die Verwendung einer doppelten statt einer einfachen obenliegenden Welle ermöglicht eine höhere Motorleistung. Die Logik dahinter ist einfach - mit DOHC kann man mehr Einlass- und Auslassventile verwenden, was bedeutet, dass es größere Öffnungen für den Gasfluss gibt. Zu Beginn der 2000er Jahre waren die meisten Autos bereits mit DOHC-Motoren ausgestattet.
Nockenwellen mit obenliegenden Ventilen (OHV)
Nockenwellen für OHV-Motoren werden auch als Pushrod-Motoren bezeichnet. Wie DOHC- und SOHC-Motoren haben auch OHV-Motoren Ventile oberhalb des Zylinders, im Motorkopf. Im Gegensatz zu DOHC- und SOHC-Motoren, bei denen sich die Nockenwelle im Kopf befindet, hat der OHV-Motor jedoch eine Nockenwelle im Motorblock.
Bei Pushrod-Motoren wird die Nockenwelle über eine Zahnradantriebskette angetrieben. Mit diesen Zahnradantrieben sind Pushrod-Motoren weniger anfällig für Brüche. Sie haben jedoch ein begrenztes Drehzahlpotenzial.
Wie funktioniert eine Nockenwelle in einem Motor?
Eine Nockenwelle befindet sich am oberen Ende des Motors, oberhalb des Motorzylinders. Normalerweise ist die Nockenwelle unten mit der Kurbelwelle über einen Zahnriemen verbunden. Um die Verbrennung richtig zu steuern, muss der Hersteller die Zahnräder der Nockenwelle und der Kurbelwelle synchronisieren. Dieser Vorgang wird als Ventilsteuerung bezeichnet.
Ausgelöst durch die Kurbelwelle beginnt sich die zylindrische Nockenwelle zu drehen, und die über die gesamte Länge verteilten Nocken drücken auf die Hebel, die die Motorventile öffnen.
Was dreht sich schneller - die Nockenwelle oder die Kurbelwelle?
Um die Nockenwellen- und Kurbelwellendrehzahl und ihr Zusammenspiel zu erklären, müssen wir zunächst den Verbrennungszyklus erläutern. Ein typischer Zyklus hat vier Punkte: Einlass, Verdichtung, Leistung und Auslass. Um diesen vierstufigen Verbrennungszyklus in Gang zu bringen, arbeiten die Nockenwelle und die Kurbelwelle, die mit einer Steuerkette verbunden sind, zusammen.
Während eines Verbrennungszyklus macht die Kurbelwelle zwei volle Umdrehungen, während die Nockenwelle eine macht. Das bedeutet, dass sich die Kurbelwelle schneller dreht - mit der doppelten Geschwindigkeit. Im Vergleich zum Kolben öffnet sich jedes Ventil einmal pro zwei Kurbelwellenumdrehungen.
Aus welchem Material ist eine Nockenwelle hergestellt?
Aufgrund der erforderlichen Stabilität, Langlebigkeit und Temperaturbeständigkeit werden Nockenwellen in der Regel aus bestimmten Metallarten hergestellt. Am häufigsten verwenden die Hersteller zwei Arten von Materialien zur Herstellung von Nockenwellen - Gusseisen und Schmiedestahl.
Gusseisen
Als einer der gängigsten Werkstoffe für die Herstellung von Nockenwellen ist Gusseisen in der Regel die erste Wahl für Aufträge mit hohen Stückzahlen.
Gusseisen wird in der Regel für Nockenwellen verwendet, da es sehr langlebig und verschleißfest ist. Nockenwellen aus Gusseisen werden in einem Abkühlungsprozess hergestellt, der ihnen die erforderliche Härte verleiht. In der Regel mischen die Hersteller vor dem Gießen des Eisens weitere Elemente hinzu. Auf diese Weise erhalten sie die für die Anwendung der Nockenwelle erforderlichen Eigenschaften.
Geschmiedeter Stahl
Geschmiedete Nockenwellen aus Stahl, die auch als Knüppelstahl bezeichnet werden, können eine höhere Qualität aufweisen, eignen sich jedoch in der Regel besser für die Herstellung von Kleinserien. Aufgrund ihrer höheren Qualität sind geschmiedete Stahlnockenwellen jedoch häufig für bestimmte Anwendungen besser geeignet.
Zur Herstellung von Nockenwellen aus geschmiedetem Stahl verwenden die Hersteller das Schmieden oder die Bearbeitung mit einer Fräsmaschine. In der Regel verwenden die Hersteller zur Herstellung von Nockenwellen Stahlstangen aus verschiedenen Materialien. Wenn sie Stahl wie EN40b verwenden, muss die Nockenwelle auch einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Was sind die Ursachen für Nockenwellenprobleme?
Als integraler Bestandteil des Motors muss eine Nockenwelle immer in Topform sein. Natürlich können Sie einen Motor mit einer beschädigten Nockenwelle verwenden, aber das kann zu einem noch größeren Problem führen. Es gibt mehrere häufige Probleme mit Nockenwellen:
Verschleiß der Nockenwellen
Eines der häufigsten Probleme, die eine Reparatur oder einen Austausch der Nockenwelle erfordern, ist der Verschleiß der Nocken. Als bewegliche Komponenten kommen die Nocken häufig mit Ablagerungen, Schmutz und unsachgemäßer Schmierung in Berührung. So können sie mit der Zeit beschädigt werden und müssen ersetzt werden.
Defekter Nockenwellensensor
Die zweite Ursache für Nockenwellenprobleme ist ein defekter Nockenwellensensor. Die Aufgabe des Nockenwellensensors ist es, die Synchronisation der Nockenwelle und der Kurbelwelle zu überwachen. Auf der Grundlage der Meldungen dieses Sensors steuern wir die Zündung und die Kraftstoffeinspritzung. Wenn dieser Sensor defekt ist, kann das Fahrzeug natürlich verschiedene Leistungs- oder Zündprobleme haben.
Zahnriemen verrutscht
Die dritte und schwerwiegendste Ursache für Probleme mit der Nockenwelle ist ein Ungleichgewicht zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle, das in der Regel durch einen defekten Zahnriemen verursacht wird.
Ein beschädigter oder nicht mehr synchronisierter Zahnriemen kann der Nockenwelle und dem gesamten Motor schaden. Er kann zum Beispiel Kolben, Ventile, Nocken, Kipphebel beschädigen oder sogar die gesamte Nockenwelle zerstören.
Was muss beim Wechsel einer Nockenwelle ersetzt werden?
Wenn Sie die Nockenwelle Ihres Motors austauschen müssen, gibt es noch einige andere Teile, die Sie dabei ersetzen sollten.
Prüfen und ersetzen Sie z. B. folgende Teile: Ventilfedern, Ventildichtungen, Steuerkette oder Zahnräder, Verteilerdichtung, Krümmerdichtung, Ausgleichswelle, Nockenwellenbolzen, Vergaserdichtung, Wasserpumpendichtung, T-Stat-Dichtung, Kraftstoffpumpendichtung, Motorkurbelwellenbolzen, Ölwannendichtung, Spannstifte usw.
Neben den oben genannten Komponenten empfehlen wir Ihnen, einen Ölwechsel und eine komplette Motorüberprüfung durchzuführen.
Wie viel kostet eine Nockenwelle?
Der Austausch einer Nockenwelle ist eine finanziell anspruchsvolle Dienstleistung. Die Kosten für den Austausch oder die Reparatur einer Nockenwelle hängen natürlich von der Art der Nockenwelle und dem verursachten Schaden ab.
Wenn Sie z. B. nur den Nockenwellensensor austauschen, können Sie mit Kosten zwischen $150 und $250 rechnen. Wenn Sie jedoch die gesamte Nockenwelle austauschen, können die Arbeitskosten plus Materialkosten zwischen $1500 und $3000 liegen.
Nockenwellen sind so gebaut, dass sie so lange halten, wie der Motor hält, daher sollten sie normalerweise keine kurzfristigen Probleme verursachen. Wenn Sie jedoch Anzeichen für eine Beschädigung der Nockenwelle bemerken, wie z. B. Probleme beim Beschleunigen, blinkende "Check Engine"-Lichter oder ein geringerer Benzinverbrauch, ist ein Austausch der Nockenwelle angebracht.
Können Sie kundenspezifische Nockenwellen anbieten?
Ja! In der Vergangenheit waren die Verfahren zur Herstellung von Nockenwellen nicht so fortschrittlich, so dass eine qualitativ hochwertige Fertigung nur für teure Aufträge mit geringen Stückzahlen vorbehalten war. Heutzutage können wir dank unserer hochmodernen Bearbeitungs- und Frästechnologien kundenspezifische Nockenwellen ohne Mindestbestellmengen anbieten.
Wenn Sie einen bestimmten Typ von Nockenwellen benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Unsere Qualität, auf Abruf CNC-Bearbeitungsdienstleistungen ermöglichen es, ein engagiertes Fertigungsteam anzubieten und kundenspezifische Nockenwellen in beliebiger Stückzahl zu produzieren.
Schlussfolgerung
Alles in allem hoffen wir, dass unser Leitfaden über Nockenwellen und ihre Funktion praktisch war und Ihnen alle Fragen zu diesem Thema beantwortet hat. Wenn man weiß, dass die Nockenwelle ein wesentlicher Bestandteil von Verbrennungsmotoren ist, wird deutlich, wie wichtig ihre präzise Herstellung und Haltbarkeit ist.
Wenn Sie Hilfe bei der Gestaltung Ihrer individuellen Nockenwelle benötigen, sich meldenund wir erstellen den Prototyp Ihrer Nockenwelle. Egal, um welche Art von Nockenwelle es sich handelt, der Grundsatz bleibt derselbe: Qualität und Sicherheit stehen an erster Stelle! Wir hoffen, dass dieser umfassende Leitfaden über eine Nockenwelle und ihre Funktion Ihnen geholfen hat, eine Menge zu lernen.
