Alles über die Motornockenwelle

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Motornockenwelle

Für den stabilen Betrieb eines Verbrennungsmotors spielt jede Rolle eine wichtige Funktion. Darunter befindet sich die Nockenwelle. Überlegen Sie, welche Funktion es hat, welche Fehler auftreten und in welchen Fällen es ersetzt werden muss.

Wo befindet sich die Nockenwelle?

Die Position der Nockenwelle hängt von den Konstruktionsmerkmalen des Motors ab. In einigen Modifikationen befindet es sich unten unter dem Zylinderblock. Häufiger gibt es Modifikationen von Motoren, deren Nockenwelle sich im Zylinderkopf befindet (oben auf dem Verbrennungsmotor). Im zweiten Fall ist die Reparatur und Einstellung des Gasverteilungsmechanismus viel einfacher als im ersten.

Modifikationen von V-förmigen Motoren sind mit einem Zahnriemen ausgestattet, der sich im Einsturz des Zylinderblocks befindet, und manchmal ist ein separater Block mit einem eigenen Gasverteilungsmechanismus ausgestattet. Die Nockenwelle selbst ist mit Lagern im Gehäuse befestigt, so dass sie sich kontinuierlich und reibungslos drehen kann. Bei Boxermotoren (oder Boxermotoren) erlaubt die Konstruktion des Verbrennungsmotors nicht den Einbau einer Nockenwelle. In diesem Fall hat jede Seite ihren eigenen Gasverteilungsmechanismus, aber ihre Arbeit ist synchronisiert.

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Nockenwellenfunktionen

Die Nockenwelle ist ein Element des Timings (Gasverteilungsmechanismus). Es bestimmt die Reihenfolge der Motorhübe und synchronisiert das Öffnen / Schließen der Ventile, die das Luft-Kraftstoff-Gemisch den Zylindern zuführen und die Abgase entfernen.

Der Gasverteilungsmechanismus arbeitet nach dem folgenden Prinzip. Beim Starten des Motors die Anlasserkurbel Kurbelnth Welle... Die Nockenwelle wird von einer Kette, einem Riemen über einer Kurbelwellenscheibe oder Zahnrädern (in vielen älteren amerikanischen Autos) angetrieben. Ein Einlassventil im Zylinder öffnet sich und ein Gemisch aus Benzin und Luft tritt in die Brennkammer ein. Gleichzeitig sendet der Kurbelwellensensor einen Impuls an die Zündspule. Darin wird eine Entladung erzeugt, die zu geht Zündkerze.

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Wenn der Funke auftritt, sind beide Ventile im Zylinder geschlossen und das Kraftstoffgemisch wird komprimiert. Während eines Feuers wird Energie erzeugt und der Kolben bewegt sich nach unten. So dreht sich die Kurbelwelle und treibt die Nockenwelle an. In diesem Moment öffnet er das Auslassventil, durch das die Gase während des Verbrennungsprozesses austreten.

Die Nockenwelle öffnet immer das richtige Ventil für einen bestimmten Zeitraum und auf eine Standardhöhe. Dieses Element sorgt dank seiner Form für einen stabilen Zyklus des Zyklus des Motors.

Details zu den Phasen des Öffnens und Schließens der Ventile sowie deren Einstellungen werden in diesem Video gezeigt:

Phasen auf den Nockenwellen, welche Überlappung sollte eingestellt werden? Was ist "Nockenwellenphase"?

Abhängig von der Modifikation des Motors können sich eine oder mehrere Nockenwellen darin befinden. Bei den meisten Autos befindet sich dieser Teil im Zylinderkopf. Es wird durch die Drehung der Kurbelwelle angetrieben. Diese beiden Elemente sind durch einen Riemen, eine Steuerkette oder einen Getriebezug verbunden.

Meistens ist eine Nockenwelle mit einem Verbrennungsmotor mit einer Reihenanordnung von Zylindern ausgestattet. Die meisten dieser Motoren haben zwei Ventile pro Zylinder (einen Einlass und einen Auslass). Es gibt auch Modifikationen mit drei Ventilen pro Zylinder (zwei für den Einlass, eines für den Auslass). Motoren mit 4 Ventilen pro Zylinder sind häufiger mit zwei Wellen ausgestattet. Bei Gegenverbrennungsmotoren und mit V-Form sind ebenfalls zwei Nockenwellen eingebaut.

Motoren mit einer einzigen Steuerwelle sind einfach aufgebaut, was zu einer Verringerung der Kosten der Einheit während des Herstellungsprozesses führt. Diese Änderungen sind einfacher zu warten. Sie werden immer in preisgünstigen Autos installiert.

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Bei teureren Motormodifikationen installieren einige Hersteller eine zweite Nockenwelle, um die Last zu reduzieren (im Vergleich zu Zeitsteuerungsoptionen mit einer einzelnen Welle), und bei einigen ICE-Modellen eine Verschiebung der Gasverteilungsphasen. Am häufigsten findet sich ein solches System in Autos, die sportlich sein müssen.

Die Nockenwelle öffnet das Ventil immer für einen bestimmten Zeitraum. Um den Wirkungsgrad des Motors bei höheren Drehzahlen zu verbessern, muss dieses Intervall geändert werden (der Motor benötigt mehr Luft). Bei der Standardeinstellung des Gasverteilungsmechanismus schließt das Einlassventil bei erhöhten Kurbelwellendrehzahlen, bevor die erforderliche Luftmenge in die Kammer gelangt.

Wenn Sie bei niedrigen Motordrehzahlen eine Sportnockenwelle einbauen (die Nocken öffnen die Einlassventile länger und in einer anderen Höhe), besteht gleichzeitig eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich das Einlassventil öffnet, noch bevor das Auslassventil schließt. Aus diesem Grund gelangt ein Teil des Gemisches in die Abgasanlage. Das Ergebnis ist ein Leistungsverlust bei niedrigen Geschwindigkeiten und eine Erhöhung der Emissionen.

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Das einfachste Schema, um diesen Effekt zu erzielen, besteht darin, eine Kurbelnockenwelle in einem bestimmten Winkel relativ zur Kurbelwelle einzubauen. Dieser Mechanismus ermöglicht ein frühes und spätes Schließen / Öffnen der Einlass- und Auslassventile. Bei einer Drehzahl von bis zu 3500 U / min befindet es sich in einer Position, und wenn diese Schwelle überschritten wird, dreht sich die Welle ein wenig.

Jeder Hersteller, der seine Fahrzeuge mit einem solchen System ausstattet, gibt in der technischen Dokumentation seine eigene Kennzeichnung an. Beispielsweise, Honda zeigt VTEC oder i-VTEC an, Hyundai - CVVT, Befehl - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT и др.

Um die Leistung von Aggregaten zu steigern, werden bisher elektromagnetische und pneumatische nockenlose Gasverteilungssysteme entwickelt. Während solche Modifikationen in der Herstellung und Wartung sehr teuer sind, sind sie noch nicht in Serienautos installiert.

Neben der Verteilung der Motorhübe treibt dieser Teil (je nach Modifikation des Motors) zusätzliche Geräte an, beispielsweise Öl- und Kraftstoffpumpen sowie eine Verteilerwelle.

Nockenwellendesign

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Nockenwellen werden durch Schmieden, Massivguss, Hohlguss hergestellt, und in jüngerer Zeit sind Rohrmodifikationen erschienen. Der Zweck der Änderung der Schöpfungstechnologie besteht darin, die Struktur aufzuhellen, um einen maximalen Wirkungsgrad des Motors zu erzielen.

Die Nockenwelle besteht aus einer Stange, auf der sich folgende Elemente befinden:

  • Socke. Dies ist die Vorderseite der Welle, an der die Keilnut hergestellt wird. Hier ist die Zahnscheibe eingebaut. Bei einem Kettenantrieb ist an seiner Stelle ein Sternchen angebracht. Dieser Teil wird vom Ende mit einer Schraube befestigt.
  • Omentumhals. Daran ist eine Öldichtung angebracht, um zu verhindern, dass Fett aus dem Mechanismus austritt.
  • Stützen Sie den Hals. Die Anzahl solcher Elemente hängt von der Länge der Stange ab. Darauf sind Stützlager montiert, die die Reibungskraft während der Drehung der Stange verringern. Diese Elemente sind in den entsprechenden Nuten im Zylinderkopf eingebaut.
  • Cams. Dies sind Vorsprünge in Form eines gefrorenen Tropfens. Während der Drehung drücken sie die am Kipphebel befestigte Stange (oder den Ventilstößel selbst). Die Anzahl der Nocken hängt von der Anzahl der Ventile ab. Ihre Größe und Form beeinflusst die Höhe und Dauer der Ventilöffnung. Je schärfer die Spitze, desto schneller schließt das Ventil. Umgekehrt hält die flache Kante das Ventil ein wenig offen. Je dünner die Nockenwelle ist, desto tiefer sinkt das Ventil, wodurch das Kraftstoffvolumen erhöht und die Entfernung von Abgasen beschleunigt wird. Die Art der Ventilsteuerung wird durch die Form der Nocken bestimmt (schmal - bei niedrigen Drehzahlen, breit - bei höheren Drehzahlen).
  • Ölkanäle. In der Welle befindet sich ein Durchgangsloch, durch das den Nocken Öl zugeführt wird (jeder hat einen kleinen Auslass). Dies verhindert ein vorzeitiges Löschen der Schubstangen und einen Verschleiß der Nockenebenen.
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Wenn eine einzelne Nockenwelle in der Motorkonstruktion verwendet wird, befinden sich die darin befindlichen Nocken so, dass ein Satz die Einlassventile bewegt und ein leicht versetzter Satz die Auslassventile bewegt. Motoren mit Zylindern, die mit zwei Einlass- und zwei Auslassventilen ausgestattet sind, haben zwei Nockenwellen. In diesem Fall öffnet einer die Einlassventile und der andere den Abgasauslass.

Wofür ist der Nockenwellensensor verantwortlich?

Bei Motoren mit Vergaser ist ein Verteiler mit der Nockenwelle verbunden, der bestimmt, welche Phase im ersten Zylinder ausgeführt wird - Einlass oder Auslass.

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In den Einspritz-Verbrennungsmotoren gibt es keinen Verteiler, daher ist der Nockenwellen-Positionssensor für die Bestimmung der Phasen des ersten Zylinders verantwortlich. Seine Funktion ist nicht identisch mit der des Kurbelwellensensors. Bei einer vollständigen Umdrehung der Steuerwelle dreht sich die Kurbelwelle zweimal um die Achse.

DPKV fixiert den OT des Kolbens des ersten Zylinders und gibt einen Impuls zur Bildung einer Entladung für die Zündkerze. DPRV sendet ein Signal an die ECU. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie den ersten Zylinder mit Kraftstoff und Funken versorgen. Die Zyklen in den verbleibenden Zylindern erfolgen je nach Motorkonstruktion abwechselnd.

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Der Nockenwellensensor besteht aus einem Magneten und einem Halbleiter. Auf der Steuerwelle befindet sich im Bereich der Sensorinstallation ein Benchmark (kleiner Metallzahn). Während der Drehung passiert dieses Element den Sensor, wodurch das darin enthaltene Magnetfeld geschlossen wird und ein Impuls erzeugt wird, der zur ECU geht.

Das elektronische Steuergerät zeichnet die Pulsfrequenz auf. Er wird von ihnen geführt, wenn das Kraftstoffgemisch im ersten Zylinder zugeführt und gezündet wird. Bei der Installation von zwei Wellen (eine für den Einlasshub und die andere für den Auslass) wird an jeder Welle ein Sensor installiert.

Was passiert, wenn ein Sensor ausfällt? Dieses Video ist diesem Thema gewidmet:

PHASENSENSOR WARUM ES NOTWENDIGE SYMPTOME SEINES AUSFALLS DPRV SIND

Wenn der Motor mit einem variablen Ventilsteuerungssystem ausgestattet ist, bestimmt die ECU anhand der Impulsfrequenz, zu welchem ​​Zeitpunkt das Öffnen / Schließen der Ventile verzögert werden muss. In diesem Fall wird der Motor mit einer zusätzlichen Vorrichtung ausgestattet - einem Phasenschieber (oder einer Hydraulikkupplung), die die Nockenwelle dreht, um die Öffnungszeit zu ändern. Wenn der Hallsensor (oder die Nockenwelle) defekt ist, ändert sich die Ventilsteuerung nicht.

Das Funktionsprinzip von DPRV in Dieselmotoren unterscheidet sich von der Anwendung in Benzinanaloga. In diesem Fall wird die Position aller Kolben am oberen Totpunkt zum Zeitpunkt der Kompression des Kraftstoffgemisches festgelegt. Dies ermöglicht eine genauere Bestimmung der Position der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle, wodurch der Betrieb des Dieselmotors stabilisiert und das Starten erleichtert wird.

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Dem Design solcher Sensoren wurden zusätzliche Referenzmarken hinzugefügt, deren Position auf der Hauptscheibe der Neigung eines bestimmten Ventils in einem separaten Zylinder entspricht. Die Vorrichtung solcher Elemente kann abhängig von den proprietären Entwicklungen verschiedener Hersteller unterschiedlich sein.

Arten der Nockenwellenplatzierung im Motor

Je nach Motortyp kann er eine, zwei oder sogar vier Gasverteilungswellen enthalten. Um die Art der Zeitsteuerung leichter bestimmen zu können, werden die Zylinderkopfhaube mit folgenden Markierungen versehen:

  • SOHC. Es wird ein Reihen- oder V-förmiger Motor mit zwei oder drei Ventilen pro Zylinder sein. Darin ist die Nockenwelle eine pro Reihe. An seiner Stange befinden sich Nocken, die die Einlassphase steuern, und leicht versetzte Nocken sind für die Auslassphase verantwortlich. Bei Motoren in Form von V gibt es zwei solche Wellen (eine pro Zylinderreihe) oder eine (in der Wölbung zwischen den Reihen angeordnet).
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  • DOHC. Dieses System unterscheidet sich vom vorherigen durch das Vorhandensein von zwei Nockenwellen pro Zylinderbank. In diesem Fall ist jeder von ihnen für eine separate Phase verantwortlich: eine für den Einlass und die andere für die Freigabe. Bei einreihigen Motoren gibt es zwei Steuerwellen und bei V-förmigen Motoren vier. Diese Technologie ermöglicht es, die Belastung der Welle zu reduzieren, wodurch ihre Ressourcen erhöht werden.
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Die Gasverteilungsmechanismen unterscheiden sich auch in der Schachtplatzierung:

  • Seite (oder Boden) (OHV- oder "Pusher" -Motor). Dies ist eine alte Technologie, die in Vergasermotoren verwendet wird. Zu den Vorteilen dieses Typs gehört die einfache Schmierung beweglicher Teile (direkt im Motorkurbelgehäuse). Der Hauptnachteil ist die Komplexität der Wartung und des Austauschs. In diesem Fall drücken die Nocken auf die Kipphebel und übertragen die Bewegung auf das Ventil selbst. Solche Modifikationen von Motoren sind bei hohen Drehzahlen unwirksam, da sie eine große Anzahl von Steuerelementen für das Ventilöffnungsmoment aufweisen. Aufgrund der erhöhten Trägheit leidet die Genauigkeit der Ventilsteuerung.
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  • Oben (OHC). Dieses Timing-Design wird in modernen Motoren verwendet. Dieses Gerät ist einfacher zu warten und zu reparieren. Ein Nachteil ist das komplexe Schmiersystem. Die Ölpumpe muss einen stabilen Druck erzeugen. Daher müssen die Öl- und Filterwechselintervalle genau überwacht werden (es wird angegeben, worauf bei der Festlegung des Zeitplans für solche Arbeiten zu achten ist hier). Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung weniger zusätzlicher Teile. In diesem Fall wirken die Nocken direkt auf die Ventilstößel.

So finden Sie einen Nockenwellenfehler

Der Hauptgrund für den Ausfall der Nockenwelle ist Ölmangel. Es kann aufgrund von schlecht entstehen Filterzustände oder ungeeignetes Öl für diesen Motor (für welche Parameter das Schmiermittel ausgewählt ist, lesen Sie ein separater Artikel). Wenn Sie die Wartungsintervalle einhalten, hält die Steuerwelle so lange wie der gesamte Motor.

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Typische Nockenwellenprobleme

Aufgrund des natürlichen Verschleißes von Teilen und einer Aufsicht des Autofahrers können die folgenden Fehlfunktionen der Gasverteilerwelle auftreten.

  • Ausfall der angebrachten Teile - Antriebsrad, Riemen oder Steuerkette. In diesem Fall wird die Welle unbrauchbar und muss ersetzt werden.
  • Festfressen an Lagerzapfen und Verschleiß an Nocken. Späne und Rillen werden durch übermäßige Belastungen wie falsche Ventileinstellung verursacht. Während der Drehung erzeugt die erhöhte Reibungskraft zwischen den Nocken und den Stößeln eine zusätzliche Erwärmung der Baugruppe, wodurch der Ölfilm gebrochen wird.
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  • Öldichtung undicht. Dies ist auf längere Ausfallzeiten des Motors zurückzuführen. Mit der Zeit verliert die Gummidichtung ihre Elastizität.
  • Wellenverformung. Aufgrund der Überhitzung des Motors kann sich das Metallelement unter starker Last verbiegen. Eine solche Fehlfunktion wird durch das Auftreten zusätzlicher Vibrationen im Motor aufgedeckt. Normalerweise hält ein solches Problem nicht lange an - aufgrund starker Erschütterungen fallen benachbarte Teile schnell aus und der Motor muss zur Überholung geschickt werden.
  • Falsche Installation. An sich ist dies keine Fehlfunktion, aber aufgrund der Nichteinhaltung der Normen zum Anziehen der Schrauben und Einstellen der Phasen wird der Verbrennungsmotor schnell unbrauchbar und muss "aktiviert" werden.
  • Eine schlechte Materialqualität kann zu einer Beschädigung der Welle selbst führen. Daher ist es bei der Auswahl einer neuen Nockenwelle wichtig, nicht nur auf den Preis, sondern auch auf das Ansehen des Herstellers zu achten.

So bestimmen Sie visuell den Nockenverschleiß - siehe Video:

Nockenwellenverschleiß - wie visuell bestimmen?

Einige Autofahrer versuchen, einige Fehlfunktionen der Steuerwelle zu beheben, indem sie beschädigte Bereiche schleifen oder zusätzliche Laufbuchsen installieren. Solche Reparaturarbeiten haben keinen Sinn, da es unmöglich ist, die für den reibungslosen Betrieb des Geräts erforderliche Genauigkeit zu erreichen, wenn sie durchgeführt werden. Bei Problemen mit der Nockenwelle empfehlen Experten, diese sofort durch eine neue zu ersetzen.

So wählen Sie eine Nockenwelle

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Eine neue Nockenwelle muss anhand des Grundes für den Austausch ausgewählt werden:

  • Ersetzen eines beschädigten Teils durch ein neues. In diesem Fall wird anstelle des ausgefallenen Modells ein ähnliches Modell ausgewählt.
  • Motormodernisierung. Bei Sportwagen werden spezielle Nockenwellen in Verbindung mit einem variablen Ventilsteuerungssystem verwendet. Motoren für das tägliche Fahren werden ebenfalls verbessert, indem beispielsweise die Leistung durch Einstellen der Phasen durch Einbau nicht standardmäßiger Nockenwellen erhöht wird. Wenn es keine Erfahrung mit der Ausführung solcher Arbeiten gibt, ist es besser, sie Fachleuten anzuvertrauen.

Worauf sollten Sie sich bei der Auswahl einer Nockenwelle konzentrieren, die für einen bestimmten Motor nicht dem Standard entspricht? Der Hauptparameter ist Nockensturz, maximaler Ventilhub und Überlappungswinkel.

Informationen dazu, wie sich diese Indikatoren auf die Motorleistung auswirken, finden Sie im folgenden Video:

So wählen Sie eine Nockenwelle (Teil 1)

Kosten für eine neue Nockenwelle

Im Vergleich zu einer kompletten Motorüberholung sind die Kosten für den Austausch einer Nockenwelle vernachlässigbar. Zum Beispiel kostet eine neue Welle für ein inländisches Auto rund 25 US-Dollar. Das Einstellen der Ventilsteuerung in einigen Werkstätten kostet 70 US-Dollar. Für eine umfassende Überholung des Motors sowie für Ersatzteile müssen Sie etwa 250 US-Dollar bezahlen (und dies in Garagentankstellen).

Wie Sie sehen, ist es besser, die Wartung rechtzeitig durchzuführen und den Motor keinen übermäßigen Belastungen auszusetzen. Dann wird er seinem Meister viele Jahre dienen.

Welche Marken bevorzugen

Die Arbeitsressource der Nockenwelle hängt direkt davon ab, wie hochwertiges Material der Hersteller bei der Herstellung dieses Teils verwendet. Weiches Metall nutzt sich stärker ab und überhitztes Metall kann platzen.

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Die qualitativ hochwertigste und zuverlässigste Option ist das OEM-Unternehmen. Es ist ein Hersteller verschiedener Originalgeräte, deren Produkte unter verschiedenen Markennamen verkauft werden können. Aus der Dokumentation geht jedoch hervor, dass es sich bei dem Teil um einen OEM handelt.

Unter den Produkten dieses Herstellers finden Sie ein Teil für jedes Auto. Die Kosten einer solchen Nockenwelle sind zwar im Vergleich zu Analoga bestimmter Marken sehr hoch.

Wenn Sie auf einer günstigeren Nockenwelle bleiben müssen, sind folgende Optionen eine gute Option:

  • Deutsche Marke Ruville;
  • Tschechischer Hersteller ET Engineteam;
  • Britische Marke AE;
  • Spanische Firma Ajusa.

Der Nachteil bei der Auswahl einer Nockenwelle der aufgeführten Hersteller besteht darin, dass in vielen Fällen keine Teile für ein bestimmtes Modell erstellt werden. In diesem Fall müssen Sie entweder das Original kaufen oder sich an einen vertrauenswürdigen Dreher wenden.

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