Alles über Motornockenwelle
 

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Motornockenwelle

Für den stabilen Betrieb des Verbrennungsmotors spielt jeder Teil eine wichtige Funktion. Darunter befindet sich eine Nockenwelle. Überlegen Sie, welche Funktion es hat, welche Störungen 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 ist auf jeder Seite ein separater Gasverteilungsmechanismus installiert, deren Arbeit jedoch synchronisiert ist.

 
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Nockenwellenfunktionen

Nockenwelle - Steuerelement (Gasverteilungsmechanismus). Es bestimmt die Zyklusreihenfolge des Motors und synchronisiert das Öffnen / Schließen der Ventile, die das Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Zylinder einspeisen und die Abgase ablassen.

Der Gasverteilungsmechanismus arbeitet nach dem folgenden Prinzip. Zum Zeitpunkt des Startens des Motors kurbelt der Anlasser an Knochenth Welle. Die Nockenwelle wird von einer Kette angetrieben, einem Riemen, der auf einer Kurbelwellenscheibe oder Zahnrädern montiert ist (in vielen alten amerikanischen Autos). Das Einlassventil öffnet sich im Zylinder und ein Gemisch aus Benzin und Luft tritt in die Brennkammer ein. Gleichzeitig liefert der Kurbelwellensensor einen Impuls an die Zündspule. Es erzeugt eine Entladung, die zu geht Zündkerze.

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Wenn ein Funke auftritt, sind beide Ventile im Zylinder geschlossen und das Kraftstoffgemisch wird komprimiert. Während der Zündung wird Energie erzeugt und der Kolben bewegt sich nach unten. Die Kurbelwelle dreht sich also und setzt die Nockenwelle in Bewegung. Zu diesem Zeitpunkt öffnet er das Auslassventil, durch das die Abgase aus dem Verbrennungsprozess austreten.

 

Die Nockenwelle öffnet immer das gewünschte Ventil für einen bestimmten Zeitraum und in einer Standardhöhe. Aufgrund seiner Form sorgt dieses Element für einen stabilen Zyklus der Zyklusänderung im Motor.

Details zu den Öffnungs- und Schließphasen des Ventils sowie deren Einstellungen werden in diesem Video gezeigt:

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

Je nach Motormodifikation können eine oder mehrere Nockenwellen eingebaut werden. Bei den meisten Fahrzeugen befindet sich dieser Teil im Zylinderkopf. Es wird durch die Drehung der Kurbelwelle angetrieben. Diese beiden Elemente sind über einen Riemen, eine Steuerkette oder ein Zahnrad miteinander verbunden.

Meistens ist eine einzelne Nockenwelle mit einem Reihenmotor 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 am Einlass, eines am Auslass). Zwei Wellen sind häufiger mit Motoren ausgestattet, bei denen 4 Ventile pro Zylinder vorhanden sind. Bei gegenüberliegenden Verbrennungsmotoren und mit einer V-Form sind ebenfalls zwei Nockenwellen eingebaut.

Motoren mit einer einzigen Nockenwelle sind einfach aufgebaut, was zu geringeren Stückkosten während des Herstellungsprozesses führt. Solche Modifikationen sind leichter zu pflegen. 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 den Einwellen-Timing-Optionen), und bei einigen ICE-Modellen eine Phasenverschiebung der Gasverteilung. Am häufigsten findet sich ein solches System in Autos, die sich in ihren sportlichen Eigenschaften unterscheiden 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 bei erhöhten Kurbelwellendrehzahlen schließt das Einlassventil, bevor die gewünschte Luftmenge in die Kammer eintritt.

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Wenn Sie eine Sportnockenwelle einbauen (Nocken öffnen die Einlassventile länger und in einer anderen Höhe), besteht bei niedrigen Motordrehzahlen eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich das Einlassventil öffnet, noch bevor das Auslassventil schließt. Aus diesem Grund fällt ein Teil der Mischung in die Abgasanlage. Infolgedessen Leistungsverlust bei niedrigen Geschwindigkeiten und erhöhte Abgastoxizität.

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Das einfachste Schema, um diesen Effekt zu erzielen, besteht darin, eine Nockenwelle mit einer Anlassfunktion in einem bestimmten Winkel zur Kurbelwelle einzubauen. Dieser Mechanismus ermöglicht ein frühes und spätes Schließen / Öffnen der Einlass- und Auslassventile. Bei Geschwindigkeiten bis zu 3500 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. Zum Beispiel Honda zeigt VTEC oder i-VTEC an, Hyundai - CVVT, Befehl - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT usw.

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

Neben der Verteilung der Motorzyklen treibt dieser Teil zusätzliche Geräte (abhängig von der Modifikation des Motors) an, z. B. Öl- und Kraftstoffpumpen sowie eine Verteilerwelle.

Nockenwellendesign

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Nockenwellen werden durch Schmieden hergestellt, Massivguss, Hohlguss und Rohrmodifikationen sind kürzlich erschienen. Der Zweck der Änderung der Schöpfungstechnologie besteht darin, das Design zu vereinfachen, um einen maximalen Motorwirkungsgrad zu erzielen.

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

  • Socke. Dies ist die Vorderseite der Welle, in der die Keilnut hergestellt ist. Hier ist die Zahnriemenscheibe eingebaut. Bei einem Kettenantrieb ist an seiner Stelle ein Sternchen angebracht. Dieser Teil ist mit einer Endschraube befestigt.
  • Hals eines Epiploons. Daran ist eine Öldichtung angebracht, die das Austreten von Schmiermittel aus dem Mechanismus verhindert.
  • 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 Ventilschieber 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. Und umgekehrt - eine sanfte Kante hält das Ventil leicht offen. Je dünner die Nockenachse ist, desto niedriger wird das Ventil, wodurch das Kraftstoffvolumen erhöht und das Abgasabgas beschleunigt wird. Entsprechend der Form der Nocken wird die Art der Gasverteilungsphasen bestimmt (schmal - bei niedrigen Drehzahlen, breit - bei hohen). 
  • Ölkanäle. In der Welle befindet sich ein Durchgangsloch, durch das die Nocken mit Öl versorgt werden (jeder hat einen kleinen Auslass). Dies verhindert ein vorzeitiges Löschen der Schubstangen und die Produktion auf den Nockenebenen.
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Wenn bei der Konstruktion des Motors eine einzelne Nockenwelle verwendet wird, sind die darin enthaltenen Nocken so angeordnet, dass ein Satz die Einlassventile bewegt und ein leicht vorgespannter Satz - der Auslass. Bei Motoren, deren Zylinder mit zwei Ventilen für den Einlass und zwei für den Auslass ausgestattet sind, sind zwei Nockenwellen eingebaut. In diesem Fall öffnet einer die Einlassventile und der andere das Abgas.

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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Es gibt keinen Verteiler im Einspritz-ICE, daher ist der Nockenwellen-Positionssensor für die Bestimmung der Phasen des ersten Zylinders verantwortlich. Seine Aufgabe ist nicht identisch mit der Funktionalität des Kurbelwellensensors. Bei einer vollen Umdrehung des Zahnriemens dreht sich die Kurbelwelle zweimal um ihre Achse.

DPKV legt den OT des Kolbens des ersten Zylinders fest und gibt einen Impuls zur Bildung einer Entladung für die Zündkerze. DPRV sendet ein Signal an den Computer. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie Kraftstoff und einen Funken auf den ersten Zylinder auftragen. Die Zyklen in den verbleibenden Zylindern treten je nach Motorkonstruktion abwechselnd auf.

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Der Nockenwellensensor besteht aus einem Magneten und einem Halbleiter. Auf der Steuerwelle in dem Bereich, in dem der Sensor installiert ist, befindet sich ein Benchmark (kleiner Metallzahn). Während der Drehung passiert dieses Element den Sensor, wodurch sich das darin enthaltene Magnetfeld schließt und ein Impuls erzeugt wird, der zum Computer geht.

Das elektronische Steuergerät erfasst die Geschwindigkeit der Impulse. Demnach wird er im ersten Zylinder geführt, um das Kraftstoffgemisch zu versorgen und zu zünden. Bei der Installation von zwei Wellen (eine pro Einlasshub und die andere - Auslass) werden jeweils zwei Sensoren am Sensor installiert.

Was passiert, wenn der Sensor ausfällt? Dieses Video ist diesem Problem gewidmet:

PHASENSENSOR, WARUM ES ZEICHEN SEINES FEHLERS DPRV BRAUCHT

Wenn der Motor mit einem variablen Ventilsteuerungssystem ausgestattet ist, ermittelt der Computer die Impulsfrequenz des Öffnens / Schließens des Ventils in Abhängigkeit von der Impulsfrequenz. In diesem Fall wird der Motor mit einer zusätzlichen Vorrichtung ausgestattet - einem Phasenschieber (oder einer hydraulischen Kupplung), die die Nockenwelle ankurbelt, um die Öffnungszeit zu ändern. Wenn der Hallsensor (oder die Nockenwelle) defekt ist, ändert sich die Ventilsteuerung nicht.

Das Funktionsprinzip des DPRV in Dieselmotoren unterscheidet sich von der Verwendung in Benzinanaloga. In diesem Fall wird die Position aller Kolben am oberen Totpunkt zum Zeitpunkt der Kompression des Kraftstoffgemisches festgelegt. Auf diese Weise können Sie die Position der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle genauer bestimmen, wodurch der Betrieb des Dieselmotors stabilisiert und dessen Start erleichtert wird.

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Dem Design solcher Sensoren wurden zusätzliche Sensoren hinzugefügt, deren Position auf der Hauptscheibe der Steigung 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 Wellen eines Gasverteilungsmechanismus enthalten. Um die Bestimmung der Art des Timings zu erleichtern, werden die folgenden Markierungen auf der Zylinderkopfhaube angebracht:

  • SOHC. Es wird ein Reihen- oder V-förmiger Motor mit zwei oder drei Ventilen pro Zylinder sein. Darin ist die Nockenwelle eine in einer Reihe. Im Kern befinden sich Nocken, die die Einlassphase steuern und leicht verschoben sind - verantwortlich für die Auslassphase. 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 in einer Zylinderreihe. In diesem Fall ist jeder von ihnen für eine separate Phase verantwortlich: eine für den Einlass und die andere für den Auslass. Bei den einreihigen Wellenmotoren gibt es zwei und bei den V-förmigen vier. Mit dieser Technologie können Sie die Belastung der Welle reduzieren, wodurch sich die Ressourcen erhöhen.
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Die Gasverteilungsmechanismen unterscheiden sich auch in der Platzierung der Wellen:

  • Seitlich (oder niedriger) (OHV- oder Drückermotor). Dies ist eine alte Technologie, die in Vergasermotoren verwendet wurde. Zu den Vorteilen dieses Typs gehört die einfache Schmierung beweglicher Elemente (direkt im Kurbelgehäuse). Der Hauptnachteil ist die Komplexität der Wartung und des Austauschs. In diesem Fall üben die Nocken Druck auf die Kipphebel aus und übertragen die Bewegung auf das Ventil selbst. Solche Modifikationen von Motoren sind bei hohen Drehzahlen unwirksam, da sie eine große Anzahl von Steuerungen zum Öffnen der Ventile enthalten. Aufgrund der erhöhten Trägheit leidet die Genauigkeit der Ventilsteuerung.
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  • Obermaterial (OHC). Dieses Timing-Design wird in modernen Motoren verwendet. Dieses Gerät ist einfacher zu warten und zu reparieren. Einer der Nachteile ist das komplexe Schmiersystem. Die Ölpumpe muss einen stabilen Druck erzeugen, daher müssen die Intervalle für den Öl- und Filterwechsel genau überwacht werden (worauf bei der Festlegung des Zeitplans für solche Arbeiten zu achten ist, wird beschrieben hier) Ein solches Gerät ermöglicht die Verwendung von weniger zusätzlichen Teilen. In diesem Fall wirken die Nocken direkt auf die Ventilfolger.

So erkennen Sie einen Nockenwellenfehler

Der Hauptgrund für den Ausfall der Nockenwelle ist Ölmangel. Es kann aufgrund von schlecht auftreten Filterstatus oder ungeeignetes Öl für diesen Motor (anhand welcher Parameter das ausgewählte Schmiermittel gelesen wird) separater Artikel) Wenn Sie die Wartungsintervalle einhalten, hält die Steuerwelle so lange wie der gesamte Motor.

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Häufige Probleme mit der Nockenwelle

Aufgrund des natürlichen Verschleißes der Teile und der Aufsicht des Autofahrers kann die folgende Fehlfunktion der Nockenwelle auftreten.

  • Ausfall der angebrachten Teile - Antriebsrad, Riemen oder Steuerkette. In diesem Fall wird die Welle unbrauchbar und muss ersetzt werden.
  • Abrieb an den unterstützenden Journalen und Training an den Nocken. Späne und Rillen treten aufgrund übermäßiger Belastungen auf, z. B. aufgrund einer falschen Ventileinstellung. Während der Drehung erzeugt die erhöhte Reibungskraft zwischen den Nocken und den Drückern eine zusätzliche Erwärmung der Baugruppe, wodurch der Ölfilm zerstört wird.
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  • Öldichtungsleckage. Dies ist auf längere Ausfallzeiten des Motors zurückzuführen. Mit der Zeit verliert die Gummidichtung ihre Elastizität.
  • Wellenverformung. Aufgrund einer Überhitzung des Motors kann sich das Metallelement unter starker Last verbiegen. Eine solche Fehlfunktion wird durch das Auftreten zusätzlicher Vibrationen im Motor erkannt. In der Regel hält dieses Problem nicht lange an. Aufgrund starker Erschütterungen fallen die angrenzenden Teile schnell aus und der Motor muss zur Überholung geschickt werden.
  • Falsche Installation. Dies ist an sich keine Fehlfunktion, aber aufgrund der Nichteinhaltung der Normen zum Anziehen von Schrauben und Einstellen der Phasen wird der Verbrennungsmotor schnell wertlos 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 den Ruf des Herstellers zu achten.

So bestimmen Sie den Nockenverschleiß visuell - siehe Video:

Nockenwellenverschleiß - wie visuell zu identifizieren?

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

So wählen Sie eine Nockenwelle

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

  • Ersetzen eines beschädigten Teils durch ein neues. In diesem Fall wird anstelle eines ausgefallenen Modells ein ähnliches Modell ausgewählt.
  • Modernisierung des Motors. Bei Sportwagen werden spezielle Nockenwellen in Verbindung mit einem variablen Ventilsteuerungssystem verwendet. Motoren für das tägliche Fahren werden ebenfalls aufgerüstet, 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 sollte ich mich bei der Auswahl einer Nockenwelle für einen bestimmten Motor konzentrieren? Der Hauptparameter ist Nockensturz, maximaler Ventilhub und Überlappungswinkel.

Im folgenden Video sehen Sie, wie sich diese Indikatoren auf die Motorleistung auswirken:

So wählen Sie eine Nockenwelle (Teil 1)

Die Kosten für eine neue Nockenwelle

Verglichen mit der Überholung des gesamten Motors sind die Kosten für den Austausch der Nockenwelle vernachlässigbar. Zum Beispiel kostet eine neue Welle für ein inländisches Auto rund 25 US-Dollar. Für die Einstellung der Ventilsteuerung werden in einigen Werkstätten 70 cu benötigt Für größere Reparaturen des Motors sowie für Ersatzteile müssen Sie etwa 250 US-Dollar bezahlen (und dies in den Werkstatt-Tankstellen).

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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