Zylinderkopf Zylinderkopf

Im Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors liegt der Brennraum, der in Verbindung mit dem im oberen Totpunkt stehenden Kolben auch die Höhe des Verdichtungsverhältnisses bestimmt.

Im Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors liegt der Brennraum, der in Verbindung mit dem im oberen Totpunkt stehenden Kolben auch die Höhe des Verdichtungsverhältnisses bestimmt. Da im Bereich des Brennraums die höchsten Temperaturen auftreten, muß der Zylinderkopf die meiste Wärmeenergie abführen. Bei luftgekühlten Motoren hat er deshalb starke Verrippungen, um die kühlende Oberfläche zu vergrößern. Ansonsten wird der Kopf durch Wasser oder Öl gekühlt.

Bei Viertaktmotoren nimmt der Zylinderkopf die Ventile und deren Betätigungselemente für den Gaswechsel auf. Ein- und Auslaßkanäle führen zum Brennraum. Ventile öffnen und schließen diese Kanäle und steuern so das Ein- und Ausströmen von Frisch- und verbranntem Altgas.Die Ventile bewegen sich in eingeschrumpften Führungen. Auch die Ventilsitzringe sind eingeschrumpft; an ihnen müssen die Ventilteller im geschlossenen Zustand gasdicht anliegen, um den Brennraum abzudichten.


Betätigt werden die Ventile je nach Bauart von einer oder mehreren im Zylinderkopf liegenden Nockenwellen (ohc: overhead camshaft = obenliegende Nockenwelle, dohc: double overhead camshaft = zwei obenliegende Nockenwellen) oder über Stoßstangen (ohv: overhead valves = im Kopf hängende Ventile). Zwischen Nockenwelle und Ventil arbeiten Schlepp- oder Kipphebel beziehungsweise Tassenstößel. Zur Einstellung des Ventilspiels besitzen Schlepp- und Kipphebel Schrauben, bei Tassenstößeln werden Einstellplättchen, sogenannte Shims, untzergelegt.


Geschlossen werden die Ventile von meistens zwei Ventilfedern pro Ventil. Eine andere Betätigung ist die aufwendige Desmodromik (Zwangssteuerung), bei der pro Ventil zwei Kipphebel angreifen, die für das Schließen und Öffnen verantwortlich sind. Daher werden je Ventil auch zwei Nocken benötigt. Die desmodromische Ventilsteuerung erlaubt höhere Ventilbeschleunigungen, da anders als bei der Schließung durch Federn die Ventile auch bei hohen Drehzahlen nicht flattern können.


Bei Hochleistungsmotoren versucht man zugunsten eines möglichst kompakten Brennraums die Ventilwinkel, das heißt die Winkel zwischen Zylinderachse und Ventilschaft, so klein wie möglich zu halten. Da für eine hohe Leistungsausbeute außerdem die Einlaßkanäle ohne starke Umlenkungen verlaufen sollten, münden die Einlaßkanäle potenter Triebwerke extrem steil in den Zylinderkopf.


Da bei der einfachsten Bauweise mit einem Ein- und einem Auslaßventil pro Zylinder der freie Ventilquerschnitt und damit der Füllungsgrad bei hohen Drehzahlen begrenzt sind, werden bei modernen Motorradmotoren in der Regel je zwei Ein- und Auslaßventile mit einem insgesamt deutlich größeren freien Strömungsquerschnitt eingebaut.


Honda verwendete bei einigen Motoren zwei Ein- und ein Auslaßventil. Yamaha und Rotax (für Aprillia) bauen Triebwerke mit drei Einlaß- und zwei Auslaßventilen.


Bei Zweiventilmotoren sitzt die Zündkerze seitlich neben den Ventilen. Bei Vierventiltriebwerken ist sie meist an optimaler Stelle zentral im Brennraum angeordnet.


Der Zylinderkopf wird meist mit Zugankern auf dem Zylinder verschraubt. Abgedichtet wird der Brennraum üblicherweise über eine hochtemperaturfeste Dichtung.

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Bei ohv-Motoren (overhead valves) betätigt die Nockenwelle die Ventile über Stößel und Stoßstangen.

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Nur noch bei Ducati üblich ist die Zwangssteuerung (Desmodromik) der Ventile. Auf einer über Königswelle oder Zahnriemen angetriebenen Nockenwelle sitzen Öffnungs- und Schließnocken, die über Kipphebel die Ventile betätigen.

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Die drei Ventile im Motor der Honda CB 400 wurden von einer obenliegenden Nockenwelle und Kipphebel betätigt.

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Zwei Nockenwellen (dohc) im Suzuki-Vierventiler arbeiten über Gabelschlepphebel.

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Fünf Ventile bei Yamaha, geöffnet von zwei Nockenwellen über Tassenstößel.

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