Leitfaden für Billet-Nockenwellen: Was ist es, wie wird es hergestellt & Vorteile

Wenn Sie Nockenwellen kaufen, werden Sie auf zwei verschiedene Arten stoßen: die gegossene und die aus einem Stück gefertigte Nockenwelle. Gegossene Nockenwellen sind widerstandsfähiger. Allerdings sind sie auch teurer. Gegossene Nockenwellen sind billiger, aber weniger zuverlässig bei extremen Hub- und Federdrücken, insbesondere bei höheren Drehzahlen.

Hier erfahren Sie, was Knüppelnocken sind, wie sie hergestellt werden und was es mit ihnen auf sich hat, auch im Vergleich zu den Gussnocken.

Was ist eine Billet-Nockenwelle?

Eine Knüppelnockenwelle ist eine Nockenwelle, die durch Drehen eines Stahlklumpen. Der Name leitet sich von seiner ursprünglichen Form vor der Herstellung ab: ein geschmiedetes Geschoss anstelle einer gegossenen Form. Der Stahl ist in der Regel ein Rohling ohne jedes Profil. Stattdessen muss alles geschnitten werden, einschließlich der Nocken und Zapfen.

Diese Nocken sind in der Regel Aftermarket-Teile und als fertige oder nachgeschliffene Nocken erhältlich. Nachgeschliffene Kerne ermöglichen es Ihnen, ihr Profil für den gewünschten Hub und andere Spezifikationen, wie z. B. die Dauer, anzupassen.

Die Nocken bieten viele Vorteile, die sie zu einer vielseitigeren Wahl machen, vor allem, wenn Ihre Anwendung sehr anspruchsvoll ist, wie z. B. bei Renn- oder Zugmaschinen. Bei diesen Motoren sind die Federdrücke hoch und erfordern härtere Nocken.

Material der Billet-Nockenwelle

Das Material der Nockenwelle kann ihre Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Beschädigung erheblich beeinflussen. Er wirkt sich auch auf die Kosten aus und bestimmt die Kompatibilität mit den Bauteilen, mit denen er in direktem Kontakt steht.

Billet-Nockenwellen sind Leistungsteile, die aus gehärteten legierten Stählen und Werkzeugstahlkernen, hauptsächlich aus 5150- und 5160-Stählen, hergestellt werden. Diese bieten die besten Eigenschaften. Sie werden in der Regel durch Induktion gehärtet und zur Festigkeit aufgekohlt.

Hersteller von Knüppelnockenwellen können auch andere Stähle verwenden, darunter 8620, 8660 und 9310. Diese Materialien ergeben robuste Rohlinge und sind verschleiß- und stoßfest.

Wie werden Billet-Nockenwellen hergestellt?

Ihre Herstellung erfolgt durch die Bearbeitung von Stahlbutzen. Das Verfahren erfordert anspruchsvolle CNC-Bearbeitung oder das Teil kann nicht wie gewünscht herauskommen.

Enthusiasten können gewöhnliche Drehbänke zum Drehen von Rohlingen verwenden. Der Einsatz von Drehbänken erfordert jedoch hohe Konzentration und Geschicklichkeit. Im Folgenden wird kurz erläutert, wie Hersteller von Nockenwellen Rohlinge herstellen:

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  Ein Stahlrohling wird in eine Drehmaschine eingelegt und gegen eine computergesteuerte Schleifscheibe geschleudert
  
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  Der Einsatz von CNC-Maschinen gewährleistet eine höhere Präzision und eliminiert Fehler in den verschiedenen geschliffenen Teilen.
  
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  Während der Drehung ändert eine Nocke ständig ihre Position, um den gewünschten Profilen zu entsprechen
  
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  Die Profile werden zum Leben erweckt, und andere Abschnitte nach Bedarf
  
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  Der Schleifprozess besteht aus zwei Phasen: Grobschleifen und Schlichten
  
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  Durch das Grobschleifen werden Profile eingebracht, während die letzte Stufe durch die Beseitigung von Unregelmäßigkeiten das gewünschte Finish liefert.
  
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  Der Nocken wird einem Härteprozess unterzogen, um seine mechanischen Eigenschaften und seine Verschleißfestigkeit zu verbessern.
  
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  Später durchlaufen die fertigen Nocken einen Qualitätskontrollprozess. Dazu gehören visuelle Inspektionen und verschiedene Leistungs- und Haltbarkeitstests
  
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  Experten führen Tests mit verschiedenen Prüfgeräten und -methoden durch. Am wichtigsten ist, dass computergestützte Geräte Messungen vornehmen, um mehrere Spezifikationen zu bestätigen.
  

Die Nocken können auch härtende Beschichtungen erhalten. Der Härteprozess wird als Nitrierung. Die Beschichtung verbessert auch die Schmierfähigkeit der Nocken, wodurch sie verschleißfester werden.

Maßgeschneiderte Nockenwellen aus Knüppelholz berücksichtigen die Kundenanforderungen hinsichtlich Material, Größe und Profil. Die Herstellung kundenspezifischer Nockenwellen kann auch einen anderen Ansatz als den hier beschriebenen verfolgen.

Andererseits sind die anpassbaren Typen nur leicht geschnitten oder bearbeitet. Je nach Anwendungsbereich übernimmt der Benutzer den Rest des Drehens, um die gewünschten Spezifikationen zu erreichen. Sie werden beim Kauf von Nocken für modifizierte Anwendungen bevorzugt.

Was sind die Vorteile von Billet-Nockenwellen?

Diese Nocken sind Schmiedestahl. Beim Schmieden entstehen bessere Werkstoffe als beim Gießen. Die Metallkörner folgen bestimmten Linien und machen das Teil widerstandsfähig gegen Bruch und andere Schäden. Daher verschleißen diese Bauteile nicht so schnell und halten auch rauen Motorbedingungen stand.

Die Anpassung dieser Nockentypen an Ihre Anwendung ist ebenfalls einfacher. Viele werden in unbearbeitetem Zustand geliefert, sodass Sie die Spezifikationen anpassen können. Das dickere Material bedeutet auch, dass Sie mehr Nachschleifungen erzielen können.

Die vielen Vorteile von Billet-Stahl machen diese Teile zu einer hervorragenden Wahl für Standard- und Hochleistungsmotoren. Bei Ihrem Straßenfahrzeug können Sie mit dem Teil viel mehr Kilometer zurücklegen. Wenn Sie es in leistungsstärkeren Anwendungen verwenden, haben Sie eine Komponente, die eine höhere Zuverlässigkeit bietet.

Billet-Nockenwelle vs. Guss-Nockenwelle

Je nach Ausgangsform sind die Nocken entweder Gussstücke oder Knüppelkerne. Die beiden Werkstoffe sind unterschiedlich, so dass ihre Teile unterschiedliche mechanische Eigenschaften haben werden. Beginnen wir mit einem Vergleich der Unterschiede in der Herstellung.

Einfache Herstellung

Billet-Nocken werden durch die Bearbeitung von geschmiedeten Rohlingen hergestellt. Dieser Prozess ist anspruchsvoller. Es erfordert mehr Arbeitsschritte, und der Hersteller muss die richtige Bearbeitungsmethode und Toleranzen sicherstellen.

Gegossene Nocken hingegen entstehen durch das Gießen von geschmolzenem Metall in vorbereitete Formen. Das Teil kommt dann mit den geformten Profilen heraus und muss nur leicht bearbeitet werden.

Wie Sie sehen, ist das Gießen einer Nockenwelle unkomplizierter als das Schneiden oder Schleifen. Gegossene Nockenwellen eignen sich am besten für größere Produktionsmengen, da sie sich leicht herstellen lassen. Stahlnockenwellen hingegen eignen sich am besten für die Herstellung kleinerer Mengen.

Kostenunterschied

Da sie schwieriger zu produzieren sind, kosten Knüppelnocken mehr. Das Material ist außerdem widerstandsfähiger gegen Beschädigungen, was die Kosten weiter in die Höhe treibt. Gegossene Nocken sind erschwinglicher: Sie sind einfacher herzustellen. Ein typischer Gussnocken kann zum Beispiel $150 kosten, während ein ähnlicher Nockentyp aus einem Stück $300 kostet.

Langlebigkeit und Stärke

Geschmiedeter Stahl hält dem Verschleiß besser stand. Außerdem hat er einen höheren Elastizitätsmodul, was ihn bruchfester macht. Knüppel halten also länger als gegossene Typen.

Gussstücke haben eine unregelmäßige Kornstruktur und sind vergleichsweise schwächer. Das heißt aber nicht, dass sie bei der kleinsten Erschütterung brechen. Es macht es nur wahrscheinlicher, dass sie versagen.

Bei der Herstellung von Gussnocken wird das Material gekühlt, um eine verschleißfeste Oberfläche zu erzeugen. Diese Schicht kann sich mit der Zeit abnutzen, wodurch die Nocken der Reibung ausgesetzt sind, insbesondere bei niedrigem Ölstand.

Beste Anwendung

Eine Knüppelnockenwelle ist eine Nockenwelle für den Nachrüstmarkt, die höheren Federdrücken bei höheren Motordrehzahlen standhält. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sie sich am besten für Hochleistungsanwendungen oder sehr anspruchsvolle Anwendungen wie den Rennsport.

Andererseits sind Gussnocken für normale Federdrücke am besten geeignet. Ihr Straßenfahrzeug wird also mit einer Nockenwelle aus Gusseisen gut zurechtkommen, es sei denn, Sie möchten eine Nockenwelle, die Ihnen eine längere Lebensdauer garantiert.

Insgesamt erfordern anspruchsvolle Anwendungen die Robustheit von Schmiedeteilen. Denken Sie daran, dass Ihr Hersteller, wenn Sie eine Nockenwelle aus geschmiedetem Stahl kaufen, möglicherweise einen Antrieb aus Gusseisen hinzufügt, oder Sie können ihn darum bitten, dies zu tun. Dies soll verhindern, dass der Stahl das serienmäßige Verteilergetriebe abnutzt.

Schlussfolgerung

Die Hersteller von Autoteilen drehen ein Stück Schmiedestahl, um Nockenwellen aus dem Vollen herzustellen. Das macht sie zu einem haltbareren Motorteil als solche, die durch maschinelle Bearbeitung von Gussteilen hergestellt werden. Die Nockenwellen sind als fertige Teile erhältlich, oder Sie können sie als anpassbare Komponenten zum Schleifen bestellen.

Bei WanTuo stellen wir beide Arten von Nockenwellen aus Billet her. Sprechen Sie jetzt mit uns. Unsere Experten helfen Ihnen, das beste Material für Ihre Anwendung oder Ihren Markt auszuwählen. Unsere Nockenwellen werden mit Blick auf Leistung und Langlebigkeit hergestellt, was sie zu zuverlässigen Motorenteilen macht.