Fast alle Viertakt-Kolben-Verbrennungsmotoren verfügen über einen nockenwellenbasierten Gasverteilungsmechanismus.Alles über Nockenwellen, ihre vorhandenen Typen, Konstruktion und Betriebsmerkmale sowie die richtige Auswahl und den richtigen Austausch von Wellen finden Sie im vorgeschlagenen Artikel.
Der Zweck der Nockenwelle und ihr Platz im Triebwerk
Die Nockenwelle (RV, Nockenwelle) ist ein Bestandteil des Gasverteilungsmechanismus (Steuerzeiten) von Kolben-Viertakt-Verbrennungsmotoren, der den Gasaustauschprozess steuert;Eine Metallwelle mit geformten Nocken mit speziellem Profil, die das Öffnen und Schließen der Ventile gewährleistet, um ein brennbares Gemisch oder Luft in den Zylinder einzuleiten und die Abgase entsprechend der Bewegung der Kolben und der Betätigung aller freizugeben Zylinder.
Das Timing ist eines der Hauptsysteme des Hubkolben-Verbrennungsmotors. Dadurch wird die Zufuhr von Luft-Kraftstoff-Gemisch (bei Vergasermotoren) oder Luft (bei Einspritzdüsen und Dieselmotoren) zu den Zylindern und die Abgase sichergestellt nur zu genau definierten Zeitpunkten aus den Zylindern freigegeben.Der Gasaustausch erfolgt über in jeden Zylinder eingebaute Ventile, und ihr Antrieb und die Synchronisierung der Arbeit mit dem Kurbeltrieb und anderen Systemen der Antriebseinheit erfolgt durch einen Teil – die Nockenwelle.
Dem Wohnmobil sind mehrere Schlüsselfunktionen anvertraut:
● Aktuator (direkt oder indirekt über Zwischenteile) von Einlass- und Auslassventilen;
● Sicherstellung des synchronen Betriebs des Timings mit anderen Systemen des Aggregats;
● Sicherstellung des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile gemäß der vorgegebenen Ventilsteuerung (für das Ein- und Auslassen von Gasen bei einem bestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle relativ zum oberen Totpunkt und am Anfang/Ende des Hubs);
● In einigen Fällen der Antrieb verschiedener Mechanismen und Komponenten, einschließlich solcher, die synchron mit der Zeitsteuerung arbeiten (Zündunterbrecher-Verteiler, Ölpumpe usw.).
Die Hauptaufgabe des RV besteht darin, den Betrieb der Steuerventile entsprechend den Ventilsteuerphasen dieses bestimmten Aggregats zu steuern.Dank der speziellen Konstruktion sorgt die Nockenwelle dafür, dass alle Ventile nur zum richtigen Zeitpunkt geöffnet und geschlossen werden, legt die Winkel ihrer Überlappung bei bestimmten Hüben fest usw. Eine verschlissene, deformierte oder beschädigte Nockenwelle stört die Funktion des Aggregats oder vollständig deaktiviert, muss ein solcher Schaft sofort ausgetauscht werden.Bevor Sie jedoch ein neues Teil kaufen, sollten Sie die vorhandenen Wohnmobiltypen, deren Struktur und Anwendbarkeit verstehen.
Typen, Aufbau und Eigenschaften von Nockenwellen
Im Allgemeinen besteht das RV aus einer Metallwelle mit kleinem Durchmesser, auf der mehrere Elemente geformt sind:
● Nocken;
● Stützhälse;
● Zahnrad- und/oder Exzenterantrieb verschiedener Mechanismen;
● Socke zur Montage der Antriebsscheibe/Zahnrad.
Die Hauptelemente der Nockenwelle sind Nocken, deren Anzahl beim Motor ohne Phasenwechselmechanismus der Gesamtzahl der Ventile (sowohl am Einlass als auch am Auslass) entspricht.Die Nocken haben ein komplexes tropfenförmiges Profil. Wenn sich das Wohnmobil dreht, laufen die Nocken in die Drücker hinein und von ihnen weg und sorgen so für einen Ventilantrieb.Aufgrund der Besonderheiten des Nockenprofils wird nicht nur das Öffnen und Schließen der Ventile erreicht, sondern auch deren Aufrechterhaltung im geöffneten Zustand für eine bestimmte Zeit, Überlappung entsprechend den Phasen usw.
Die Spitzen aller Nocken sind relativ zueinander verschoben, was den sequentiellen Betrieb aller Zylinder gemäß der für ein bestimmtes Aggregat festgelegten Reihenfolge gewährleistet.Beim RV für Vierzylindermotoren sind die Nockenoberseiten eines Zylinders um 90 Grad verschoben, für Sechszylindermotoren um 60 Grad, für Achtzylinder-V-Motoren um 45 Grad usw. Aufgrund der Konstruktionsmerkmale des Motors kann es häufig zu Ausnahmen kommen.
Der RV wird mittels Stützzapfen in speziell dafür vorgesehenen Löchern oder Betten im Block oder Kopf des Motors installiert.Das RV ruht auf abnehmbaren (Liner) oder einteiligen (Bushings) Wälzlagern aus Speziallegierungen mit niedrigem Reibungskoeffizienten.In den Lagern sind Löcher angebracht, um die Lagerzapfen mit Motoröl aus dem allgemeinen Motorschmiersystem zu versorgen.Im Lager eines der Zapfen (normalerweise vorne oder hinten) ist ein Anlaufring oder eine andere Sicherungsvorrichtung angebracht, um axiale Bewegungen des RV zu verhindern.
An jeder geeigneten Stelle des Wohnmobils kann ein Stirnradgetriebe oder ein Exzenter angebracht werden, um verschiedene Aggregate anzutreiben.Mit Hilfe eines Getriebes wird üblicherweise der Antrieb der Ölpumpe bzw. des Verteilers realisiert, mit Hilfe eines Exzenters der Antrieb der Ölpumpe.Bei einigen Wohnmobiltypen sind beide Elemente vorhanden, bei modernen Motoren hingegen sind diese Elemente überhaupt nicht vorhanden.
Vor der Welle befindet sich eine Spitze, an der mittels einer Passfeder und einer Schraube eine Antriebsscheibe oder ein Antriebsrad befestigt wird.Hier kann sich auch ein abnehmbares Gegengewicht befinden, das für den Ausgleich der Nockenwelle sorgt, wenn ein Pumpenantriebsexzenter oder andere asymmetrische Teile darauf vorhanden sind.
Wohnmobile werden je nach Einbauart und Anzahl in einem Motor, Antriebsart, Anwendbarkeit in verschiedenen Steuerarten und einigen Konstruktionsmerkmalen in mehrere Gruppen eingeteilt.
Je nach Einbauart werden Nockenwellen in zwei Hauptgruppen eingeteilt:
● Einbau direkt in den Motorblock (Motoren mit Unterwelle);
● Einbau in den Blockkopf (Motoren mit obenliegender Welle).
Normalerweise gibt es in den unteren Wellen keine zusätzlichen Elemente, ihre Schmierung erfolgt durch Ölnebel im Kurbelgehäuse und die Zufuhr von Öl unter Druck zu den Lagerzapfen durch die Buchsen.In den oberen Schächten gibt es oft einen Längskanal und in den Lagerzapfen sind Querbohrungen angebracht – so wird die Schmierung der Lagerzapfen durch Öleintrag unter Druck gewährleistet.
Nockenwellen verschiedener Motortypen
Der Motor kann ein oder zwei RV haben, im ersten Fall sorgt eine Welle für den Antrieb aller Ventile, im zweiten Fall sorgt eine Welle nur für den Antrieb der Einlassventile, die zweite nur für die Auslassventile.Dementsprechend entspricht beim Gesamt-RV die Anzahl der Nocken der Anzahl aller Ventile, und bei jedem der einzelnen RVs beträgt die Anzahl der Nocken die Hälfte der Gesamtanzahl der Ventile.
Der Antrieb des RV kann über einen Riemen, eine Kette oder ein Zahnrad erfolgen, das direkt mit dem Kurbelwellenrad verbunden ist.Heutzutage werden am häufigsten die ersten beiden Arten von Stellantrieben verwendet, da der Zahnradantrieb weniger zuverlässig und schwer einzustellen ist (für Einstellphasen oder Reparaturen ist eine erhebliche Demontage der Einheit erforderlich).
Schließlich können alle Wohnmobile entsprechend der Art des Gasverteilungsmechanismus, in dem sie funktionieren können, in zwei Gruppen eingeteilt werden:
● Für Motoren mit konventionellem Timing;
● Für Einheiten mit Steuerung mit variabler Ventilsteuerung.
Bei den Nockenwellen des zweiten Typs können zusätzliche Nocken vorhanden sein, die um einen kleinen Winkel gegenüber dem Hauptnocken verschoben sind – mit ihrer Hilfe werden die Ventile beim Phasenwechsel angetrieben.Außerdem können diese Wellen über spezielle Elemente zum Drehen, Verschieben des gesamten Teils entlang der Achse usw. verfügen.
Wohnmobile aller Art und Ausführung werden aus Stahl oder Gusseisen hergestellt, die Oberflächen der Nocken von Stahl-Wohnmobilen werden zusätzlich einer Wärmebehandlung (Abschrecken mit Hochfrequenzströmen) unterzogen, die Nocken von Gusseisen-Wohnmobilen werden gebleicht (Bleichen durch Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit). des Gussteils) - dadurch wird eine Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Teile erreicht.Die fertigen Wellen werden ausgewuchtet, um Unrundheiten zu reduzieren, und erst dann in den Motor eingebaut oder an Einzelhandelsketten verschickt.
So wählen und ersetzen Sie die Nockenwelle richtig
Die Nockenwelle unterliegt im Laufe der Zeit einem Verschleiß, es bilden sich Späne und Verhärtungen an ihren Nocken, und unter bestimmten Bedingungen wird das Teil teilweise oder vollständig zerstört.In all diesen Fällen sollte die Welle durch eine neue ersetzt werden.Diese Arbeiten erfordern eine erhebliche Demontage des Motors und zusätzliche Einstellarbeiten, daher ist es besser, sie einem Fachmann oder einem Autoservice anzuvertrauen.
Nockenwelle und ihre Position im Timing
Für den Austausch ist es erforderlich, nur die Nockenwelle des Typs und Modells zu verwenden, die zuvor im Motor eingebaut war.Um den Betrieb des Motors abzustimmen oder zu verbessern, werden häufig Wellen mit einem anderen Profil und einer anderen Nockenanordnung verwendet. Ein solcher Austausch sollte jedoch erst nach Durchführung der erforderlichen Berechnungen erfolgen.Außerdem müssen neben der Welle auch neue Buchsen oder Laufbuchsen gekauft werden. Manchmal müssen auch die Riemenscheibe, das Verteilerantriebsrad und andere Teile ausgetauscht werden.Arbeiten zum Austausch der Welle sollten nur gemäß den Anweisungen zur Reparatur des Motors durchgeführt werden, danach erfolgt der Einlauf.
Mit der richtigen Wahl und dem richtigen Austausch der Nockenwelle funktioniert die gesamte Steuerung des Motors zuverlässig und sicher und gewährleistet die Funktionsfähigkeit des Aggregats in allen Modi.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. Juli 2023