Was ist eine Nockenwelle in einem Auto und was macht sie?

Die Nockenwelle in einem Automotor ist ein wichtiges Bauteil. Sie öffnet die Ventile in den Zylindern zum richtigen Zeitpunkt und sorgt so für deren synchronen Betrieb. Ohne sie würde sich Ihr Auto nicht bewegen. Ihre versteckte Lage im Motor macht sie jedoch zu einem weniger verständlichen Teil. Im Folgenden erfahren Sie mehr über dieses wichtige Motorteil.

Was ist eine Nockenwelle in einem Auto?

Die Nockenwelle eines Automotors ist die zylindrische Welle, die von der Kurbelwelle gedreht wird. Sie hat eine unverwechselbare Konstruktion, die aus elliptischen Ausbuchtungen entlang ihrer Länge besteht, die in bestimmten Abständen und Winkeln angeordnet sind.

Ihr Standort variiert je nach Motorkonstruktion oder -auslegung. Bei hängenden Ventilen sitzt er im Zylinderblock (neben der Kurbelwelle). Bei den meisten modernen Motoren befindet es sich stattdessen im Zylinderkopf.

Was sind die grundlegenden Teile einer Nockenwelle?

Die Nockenwelle wird so genannt, weil sie über ihre gesamte Länge erhöhte Profile oder Nocken aufweist. Sie hat auch andere Teile, die im Folgenden mit ihren Funktionen aufgeführt sind.

• Die Welle: die Hauptstruktur. Sie hält (und stützt) alle anderen Teile
• Antriebswelle: die Kurbelwelle ist mit ihr verbunden und ermöglicht die Übertragung der Kraft
• Nocken: die ovalen Profile, die zum Öffnen der Ventile gegen verschiedene Bauteile drücken
• Nocken-Anhänger: die Teile, die die Nocken betätigen
• Lager: stützen die Welle und ermöglichen eine effiziente Drehung durch Verringerung der Reibung

Die oben genannten Teile der Nockenwelle werden ständig geschmiert, um den Verschleiß, insbesondere an den Lagern, zu verringern.

Was macht eine Nockenwelle in einem Automotor?

Die Nockenwelle hat die Aufgabe, die Ventile der Motorzylinder zu betätigen. Dies geschieht durch das Öffnen der Ventile in einer zeitlich abgestimmten Reihenfolge mit Hilfe angehobener Teile.

Bei der Drehung drücken die erhabenen Stellen (Nocken) gegen mechanische Komponenten, die mit dem Ventil verbunden sind. Jeder Nocken entspricht einem bestimmten Ventil auf den Zylindern.

Zusätzlich zum zeitgesteuerten Betrieb bestimmt es die Dauer, die jedes Ventil geöffnet bleibt, um die optimale Leistung Ihres Fahrzeugs zu gewährleisten. Der Zeitraum, in dem das Ventil geöffnet bleibt, und die Höhe des Hubes bestimmen die Motorkraft.

Wie funktioniert eine Nockenwelle?

Die Nocken sind für den Prozess verantwortlich, der zum Öffnen oder Schließen des Ventils führt. Sie drücken gegen Stößel, Stößelstangen, Kipphebel und schließlich gegen den Ventilschaft. Jeder Nocken hat diese Teile:

• Die Nase oder der höchste Punkt, der das Ventil vollständig öffnet
• Die Rampe, die allmählich beginnt, das Ventil zu öffnen oder zu schließen
• Der unterste Teil, der so genannte Grundkreis, sorgt für ein vollständig geschlossenes Ventil.

Hier das Funktionsprinzip der Nockenwelle, die die Zylinderventile öffnet und schließt:

• Die Kurbelwelle dreht sich und drückt den Kolben nach oben. Gleichzeitig drücken die Nocken der Nockenwelle die Einlassventile zum Öffnen.
• Die Kraftstoff-Luft-Gemisch ist nun bereit für die Zündung. In der Zwischenzeit dreht sich die Welle weiter, und die Nocken üben keinen Druck mehr aus.
• Die Ventile schließen sich, gezogen von der Feder. Das Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrennt und setzt dabei Energie frei, die den Kolben nach unten drückt.
• Die Drehung der Welle bewirkt nun, dass die Auslasskolben das Ventil öffnen. Der Vorgang wiederholt sich und sorgt für eine zeitlich abgestimmte Betätigung der Ventile.

Arten von Nockenwellenantriebsmechanismen

Verschiedene Motoren verwenden unterschiedliche Mechanismen, um die Nockenwelle zu drehen. Je nach ihrem Abstand ist der Antrieb ein Zahnriemen, eine Metallkette oder ein Zahnradsatz.

Gürtel

Der Gürtel ist in der Regel hergestellt aus Glasfaser und Gummi auf der Rückseite der verstärkten Leinwand. Es hat eine Seite gezahnt, um den erforderlichen Halt zu bieten. Die Riemen verschleißen schnell, laufen aber fast geräuschlos. Außerdem müssen sie nicht geschmiert werden.

Kette

Die Kette ruht auf Zahnrädern auf der Nocken- und Kurbelwelle und ist mit Steuermarken versehen, die ihren korrekten Einbau gewährleisten. Die meisten modernen Motoren verwenden eine Steuerkette. Sie ist wartungsarm und hat eine lange Lebensdauer. Allerdings erzeugen sie mehr Lärm als Riemen.

Zahnräder

Bei Konstruktionen, bei denen die Welle nahe an der Kurbelwelle liegt, ist es üblich, stattdessen einen Satz von Zahnrädern zu verwenden. Das Zahnrad der Nockenwelle ist in der Regel doppelt so groß wie das Zahnrad der Kurbelwelle. Dieses Verhältnis ermöglicht es der Welle, sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle zu drehen.

Arten von Nockenwellen

Nockenwellen werden erstens nach der Form ihrer Antriebswelle und zweitens nach der Art der Stößel oder Stößel, die sie verwenden, unterschieden.

Nach Wellenform

• Zylindrisch - sie sind zylindrisch mit Nuten für den Mitnehmer
• Sphärisch - sie haben ein kugelförmiges Design mit Rillen zur Führung des Mitnehmers
• Radial - Radialnocken verwenden Konturplatten zur Bewegung von Schleppern
• Keil - Diese Typen sind an einem Ende spitz und haben eine breite Basis.
• Konjugieren Sie - sie haben zwei Rollen, die mit dem Mitnehmer verbunden sind, um einen leiseren Betrieb zu gewährleisten

Nach Hub-/Stößeltyp

Ein Stößel, Stößel oder Mitnehmer ist das Teil, das in direktem Kontakt mit den erhabenen Profilen auf der Welle steht. Es gibt sie in zwei Grundkonstruktionen: flach und rollend.

• Nocken mit flachem Stößel - hat eine flache Bohrung, auf die die Lappen drücken. Obwohl dies eine preiswertere Option ist, unterliegt der flache Typ einem höheren Verschleiß. Außerdem bietet sie einen begrenzten Hub.
• Nockenrolle - Bei diesem Typ wird eine Rolle verwendet. Sie kostet mehr, reduziert aber Verschleiß und Reibung, verbessert die Leistung und ermöglicht einen höheren Hub.

Beide Ausführungen können mechanisch oder hydraulisch und selbsteinstellend sein. Bei den hydraulischen Ausführungen wird ein Stößel verwendet, während die mechanischen Stößel massiv sind und keine beweglichen Teile aufweisen.

Woraus sind Nockenwellen hergestellt?

Nockenwellen werden entweder aus Gusseisen oder gehärteter Stahl. Da sie ständig in Bewegung sind, müssen sie robust genug sein, um Verschleiß und Beschädigungen standzuhalten.

Nockenwelle aus Gusseisen

Üblicherweise wird Hart- oder Sphäroguss verwendet. Gusseisen ist zwar teurer, weist aber bessere Eigenschaften auf, z. B. Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und Beschädigung, wodurch die Wellen langfristig zuverlässiger sind.

Geschmiedete Stahlnockenwelle

Stahlwellen werden aus gehärtetem Stahl oder Nitridstahl hergestellt. Nitridstahl ist ein besseres Material, dessen Eigenschaften denen des Hartgusses ähneln.

Schlussfolgerung

Die Nockenwelle in einem Automotor hat die wichtige Aufgabe, die Einlass- und Auslassventile zu betätigen. Diese Bauteile gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen, so dass Sie den richtigen Typ auswählen müssen.

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