Nockenwellen Nockenwellen

Nockenwellen werden von der Kurbelwelle angetrieben und betätigen die Ventile. Sie drehen mit halber Kurbelwellendrehzahl und bewirken so, daß nur bei jedem zweiten Auf und Ab der Kolben die Ventile öffnen.

Nockenwellen werden von der Kurbelwelle angetrieben und betätigen die Ventile. Sie drehen mit halber Kurbelwellendrehzahl und bewirken so, daß nur bei jedem zweiten Auf und Ab der Kolben die Ventile öffnen. Für die Art ihres Antriebs und die Lage der Nockenwelle/n existieren eine Vielzahl technischer Lösungen.

Mögliche Lagen von Nockenwellen:

Im Kurbelgehäuse gelagerte ketten- oder zahnradgetriebene, untenliegende Nockenwellen (ohv: overhead valves) erfordern Stößel, lange Stoßstangen und Kipphebel im Zylinderkopf zur Ventilbetätigung. Diese Bauteile stehen aufgrund ihrer Massenträgheit hohen Drehzahlen im Weg und sind deshalb nur noch in wenigen Motoren zu finden.


Hochliegend sind die Nockenwellen sind zum Beispiel in manchen Guzzi-Motoren und den neuen BMW-Boxern im Zylinderkopf untergebracht. Kurze Stößel sorgen dort für den Kraftfluß zwischen Nocke und Kipphebel. Einfacher Aufbau und geringe Bauhöhe sind die Vorteile. Bedingt durch die hohen oszillierenden Massen bleibt jedoch auch hier die Drehzahlfestigkeit eingeschränkt.
Ganz ohne Stößel und Stoßstangen kommt man mit einer obenliegenden Nockenwellen (ohc: overhead camshaft) aus, die direkt die Kipphebel im Zylinderkopf bewegt. Bei Vierventilmotoren sind diese auch als Gabelkipphebel ausgebildet.


Die höchsten Drehzahlen erlauben aber zwei obenliegende, über den Ventilen sitzende Nockenwellen (dohc: double overhead camshaft). Die Kipphebel entfallen, Tassenstößel oder Schlepphebel geben ohne Umlenkung die Kraft auf die Ventile weiter.

 

Mögliche Nockenwellenantriebe:

Obenliegende Nockenwellen werden in der Regel von Rollenketten in Einfach- oder Duplexausführung oder von geräuschärmeren Zahnketten angetrieben. Um Schwingungen langer Ketten zu verhindern, werden mechanische und hydraulische Kettenspanner, Führungsschienen aus Kunststoff sowie Kettenräder zur Umlenkung eingebaut.


Im Automobilbau längst üblich, verwenden nur wenige Motorradhersteller Zahnriemen zum Antrieb der Nockenwellen. Der aus Kunststoff mit verstärkenden Einlagen gefertigte Zahnriemen besticht durch seine Laufruhe. Er benötigt aufgrund seiner Breite und eines eigenen, ölfreien Gehäuses jedoch mehr Raum als Steuerketten, was gerade bei Reihenmotoren die Baubreite ungünstig beeinflußt.


Aufwendiger und deutlich teurer sind Stirnradantriebe bei obenliegenden Nockenwellen. Die vielen ineinandergreifenden geradverzahnten Zahnräder erzeugen jedoch hohe Laufgeräusche. Dieses Manko wiederum versucht zum Beispiel Honda durch geteilte, über Federn gegeneinander verspannte Zahnräder(sog. Nullspielzahnräder) zu kompensieren, die das Zahnflankenspiel auf Null reduzieren. Manche Hersteller wie Suzuki bei der TL 1000 kombinieren Stirnrad- und Kettenantrieb.


Eine weitere Methode des Nockenwellenantriebs ist die Königswelle. Mit Hilfe von zwei Kegelradpaaren wird an Kurbel- und Nockenwelle eine Umlenkung von jeweils 90 Grad erreicht. Die Kurbelwelle treibt über einen Kegeltrieb die Königswelle, diese über einen weiteren Kegeltrieb die Nockenwelle an. Die hohen Herstellungskosten und die starke Geräuschentwicklung haben diese Antriebsart allerdings verdrängt.

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Eine Einfachrollenkette treibt die beiden Nockenwellen an. Ein hydraulischer Kettenspanner mit Kunststoffschiene übernimmt die Führung.

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Der Antrieb erfolgt bei den Honda-VFR-Motoren über einen Zahnradsatz.

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Ducati heute: Die Kurbelwelle treibt ein Zwischenrad an. Die weitere Kraftübertragung übernehmen Zahnriemen.

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Ducati früher: Königswellenantrieb über zwei Kegelradgetriebe.

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