Vorteile von Mehrventilern (Archivversion)

Ventilspiel

Die Motorrad-Hersteller treiben bei ihren Motoren ein buntes Spiel mit zwei, drei, vier und sogar fünf Ventilen pro Zylinder.

Selbst innerhalb einer Marke gibt es die unterschiedlichsten Varianten. So hat Hondas Gold Wing zum Beispiel zwei Ventile pro Zylinder, die Deauville drei, die Hornet deren vier, und den Brennraum der NR 750 zierten gar acht Ventile. Auch bei Yamaha variiert die Anzahl der Ventile bei den unterschiedlichen Modellen von zwei bis fünf.Grundsätzlich sind die Ventile im Zylinderkopf eines Viertakters neben der Gestaltung der Ansaug- und Auslaßwege und des Brennraums die für den Ladungswechsel entscheidenden Bauteile. Die Einlaßventile sorgen dafür, daß das Kraftstoff-/Luft-Gemisch in den Zylinder gelangt und legen damit die Füllung fest. Und die ist wiederum entscheidend für den mittleren Arbeitsdruck eines Motors: Wenn bei der Zündung mehr Gemisch zur Explosion kommt, entsteht auch mehr Druck. Der wirkt auf die Kolben und erzeugt über den Hebelarm der Kurbelwelle das Drehmoment. Direkt vom Drehmoment und der Drehzahl hängt die Leistung ab, und somit schließt sich der Kreis: Gute Füllung ergibt hohe Leistung. Die Auslaßventile entsorgen die Abgase. Prinzipiell genügt ein Ein- und ein Auslaßventil pro Zylinder, und die bis in die siebziger Jahre vorherrschende Zweiventil-Technik findet sich bis heute beispielsweise in den Bestsellern Yamaha XJ 600 und Suzuki GS 500. Doch die Zahl und Anordnung der Ventile bestimmen auch die Brennraumform. Die ist ihrerseits wieder wichtig für die Effizienz der Verbrennung und somit ebenfalls für die Leistungsentfaltung. Und so sind Mehrventiler nicht mehr wegzudenken, wenn es um sportliche Talente geht.Denn um gute Füllung und somit Leistung zu erzielen, ist ein möglichst großer freier Ventilquerschnitt von Nutzen, der Ringspalt also, der sich beim Öffnen des Ventils zwischen Zylinderkopf und Ventil auftut und durch den das Kraftstoff-/Luft-Gemisch in den Zylinder strömt. Bei gleicher Zylinderbohrung ergeben rein geometrisch die Ringspalte von zwei kleinen Einlaßventilen bei gleichem Ventilhub einen deutlich größeren freien Ventilquerschnitt als ein größeres einzelnes. Die beiden Einlaßventile in den Zylindern des Suzuki RF 900-Motors bieten gegenüber dem einzelnen einer Suzuki GS 500 beispielsweise einen Vorteil von immerhin 30 Prozent, und das bei einer um einen Millimeter kleineren Bohrung.Ein weiterer Vorteil: Kleinere Ventile haben geringere Massen und erlauben somit höhere Drehzahlen. Beide Maßnahmen führen somit zur Leistungssteigerung. Und noch ein Plus: Im Gegensatz zum Zweiventiler mit asymmetrischer Zündkerzenlage sitzt die Zündkerze beim Vierventiler zentral im Brennraum. Das Gemisch entzündet sich gleichmäßig zu allen Seiten des Brennraums, was eine effektive Verbrennung bewirkt.Drei Ventile stellen einen guten Kompromiß aus Zwei- und Vierventiler dar. Mit zwei Einlaßventilen und einem Auslaßventil sind sie kostengünstiger herzustellen als der Vierer und leistungsfähiger als der Zweier. Mit steigender Ventilzahl steigt der freie Ventilquerschnitt - und somit die Leistung - theoretisch noch weiter an, ein Vorteil, den sich Yamaha bei ihrer Fünfventilbaureihe zunutze machen wollte. Den Beweis der Überlegenheit dieser Bauweise ist Yamaha aber schuldig geblieben. Unter den japanischen Vierzylindern in der Superbike-WM hatten bislang jedenfalls immer die Vierventiler die Nase vorn. Auf die Spitze in puncto Ventilen hatte es Honda Anfang der achtziger Jahre mit der Rennmaschine NR 500 und 1995 mit der exklusiven Kleinserie NR 750 getrieben. Mit länglichen Zylindern und sagenhaften acht Ventilen pro Zylinder zeigte die Firma die Möglichkeiten des technisch Machbaren auf. In die Großserie hielt der Achtventiler freilich schon aus Kostengründen keinen Einzug.
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