Die Beziehung zwischen Nockenwellen und Kurbelwellen beeinflusst jeden Bereich der Motorleistung. Obwohl sich die Funktion einer Nockenwelle stark von der Funktion einer Kurbelwelle unterscheidet, kann nur durch gemeinsames Bewegen und Aufrechterhalten der Synchronisation beides funktionieren.
Es ist gut zu verstehen, wie diese beiden wichtigen Motorkomponenten zusammenarbeiten, was die Anzeichen dafür sind, dass sie nicht mehr funktionieren und welche Optionen für Nocken- und Kurbelwellen verfügbar sind, wenn Sie einen Ersatz benötigen oder nach einer Verbesserung suchen.
Ihr Motorblock
Abhängig von Ihrem Fahrzeug können Sie entweder ein obenliegendes Ventil oder einen obenliegenden Nockenmotor haben; Unabhängig davon wird die Beziehung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle und welche Aspekte des Motors jede Steuerung am Ende ungefähr gleich sein. Nur die Positionen der Nockenwelle ändern sich.
Bei einem obenliegenden Ventilmotor befindet sich ein einzelner Nocken zwischen den Zylindern des Motors und betätigt von dort aus die Einlass- und Auslassventile über einen Satz von Schubstangen, weshalb dieser Motorstil auch als Schubstangenmotor bezeichnet wird.
In einem obenliegenden Nocken- oder modularen Motor sitzen mehrere Nockenwellen auf den Zylinderköpfen. Wie bei einem obenliegenden Ventilmotor werden die Ventile über die Drehung der Nockenwellen betätigt. Je nach Konfiguration des Motors kann es sich um eine einzelne Nocke pro Zylinderbank oder um mehrere Nocken handeln.
Ein Dual-Overhead-Cam-Motor
Kurbelwelle
Unter allen Zylindern, an der Basis des Motors, bewegt eine Kurbelwelle die Kolben eines Motors. Pleuelstangen binden die Kolben an die Kurbelwelle, und wenn sich die Kurbelwelle dreht, bewegen sich die Kolben auf und ab.
Wenn sich die Kolben nach oben bewegen, komprimieren sie das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder und erzeugen eine Hin- und Herbewegung, die die Kolben nach unten treibt und mehr Luft und Kraftstoff ansaugt. Das Endergebnis ist ein Viertaktzyklus, die grundlegende Basis der meisten Verbrennungsmotoren. Damit dies jedoch so funktioniert, wie es benötigt wird, müssen Ventile in perfekter Zeit arbeiten, um sowohl zusätzlichen Sauerstoff zuzulassen als auch bei Bedarf Abgase auszustoßen.
Nockenwellen
Nockenwellen sehen aus wie ein Metallstab, der mit Lappen verschiedener Größe bedeckt ist. Wenn sich diese Lappen drehen, betätigen sie die Einlass- und Auslassventile entweder über Stößel oder Kipphebel in einem OHC-Motor oder über Stößel in einem OHV-Motor.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass Motoren bis zu vier Nockenwellen haben. Dies liegt daran, dass die Autohersteller mit der Verbesserung der Motoren eine Möglichkeit entdeckt haben, ihren Kraftstoffverbrauch und ihre Leistung zu steigern, indem sie den Nocken erlauben, ihr Timing nach Bedarf zu variieren, was mehrere Nockenwellen erfordert. Durch die Verwendung einer Quad-Cam-Anordnung in einem V-förmigen Zylindermotor kann es an beiden Zylinderbänken eine einzige Nocke für Einlass und Auslass geben. Dies wird als variable Nockensteuerung bezeichnet, und obwohl jede Marke ihren eigenen Namen dafür hat und es leichte Variationen gibt, läuft es darauf hinaus, dass Nocken die Geschwindigkeit ihrer Einlass- und Auslassventile variieren können.
Der Hub ist ein wichtiges Merkmal einer Nockenwelle, kann jedoch irreführend sein. Der Auftrieb ist gut, da ein größerer Auftrieb es einem Motor ermöglicht, Luft freier anzusaugen und auszustoßen, und die Verbesserung des Luftstroms ist eine der einfachsten Möglichkeiten, die Gesamtleistung eines Motors zu verbessern.
Wenn eine Nockenwelle jedoch einen übermäßigen Hub aufweist, kann dies zu einem Problem führen, das als Ventilschwimmer bezeichnet wird. Ventilschwimmer kann zu einem Überdrehen des Motors führen. Idealerweise möchten Sie genügend Hub, damit das Ventil viel Luftstrom zulässt, aber auch weiterhin der Nockenwelle genau folgt.
Nockenwellen und Kurbelwellen verbinden
Damit die Einlass- und Auslassventile genau mit den Auf- und Abwärtszyklen des Kolbens übereinstimmen, müssen Nockenwelle und Kurbelwelle mit präzisem Timing zusammenarbeiten. Dazu verbindet ein Zahnriemen, eine Steuerkette oder eine andere Synchronisierungseinrichtung die beiden Wellen.
Bei obenliegenden Ventilmotoren ist es auch möglich, dass ein Direktgetriebe Nockenwelle und Kurbelwelle verbindet. Dies ist eine der stabilsten Verbindungsmethoden, aber aufgrund der Nähe von Nocken und Kurbelwelle, um effektiv zu sein, ist dies nicht üblich. Dies gilt auch für Schubstangenmotoren, die normalerweise immer noch eine Steuerkette verwenden (obwohl eine viel kürzere als bei einem Motor mit obenliegender Nockenwelle erforderlich ist).
Zahnriemen sind typischerweise eine gezahnte Länge aus Gummiverbundwerkstoff. Dies ist eine der kostengünstigsten Optionen, obwohl es nicht die langlebigste ist. Ein weiterer Vorteil von Gummizahnriemen ist jedoch, dass sie in der Regel die leichteste aller Optionen sind.
Steuerketten sind Rollenketten, wie Sie sie vielleicht an einem Fahrrad finden. Genau wie bei einer Fahrradkette ist es für Steuerketten wichtig, die Schmierung aufrechtzuerhalten, da sie sonst Schäden verursachen können und viel härter arbeiten, als sie sollten. Schließlich werden Steuerketten dehnen und verschleißen, genau wie Ihre Fahrradkette.
Unabhängig davon, welche Art von Zeitmessgerät Sie haben, benötigen Sie eventuell einen Ersatz.
Nockenwelle und Kurbelwelle
Anzeichen, dass Sie ein neues Steuergerät benötigen
Unabhängig davon, ob Ihr Motor über einen Riemen, eine Kette oder sogar ein Direktgetriebe betrieben wird, ist es wichtig, die Anzeichen dafür zu erkennen, dass etwas möglicherweise nicht richtig funktioniert. Wenn Ihr Auto einen rauen Leerlauf entwickelt, häufig nach hinten losgeht oder unglaublich hart für sehr wenig Bewegung zu arbeiten scheint, funktioniert Ihr Steuermechanismus möglicherweise nicht mehr wie vorgesehen und das Timing Ihrer Nocken- und Kurbelwellen stimmt nicht mehr überein wie beabsichtigt. Wenn Sie dies ignorieren, startet Ihr Auto schließlich überhaupt nicht.Die meisten Hersteller empfehlen, Ihren Zahnriemen oder Ihre Kette alle 30.000 bis 50.000 Meilen auszutauschen, aber Dinge wie überschüssiger Schmutz oder Fett können zu vorzeitigem Riemenausfall führen.
Nockenwellenwechsel und Verbesserungen
Die Nocken einer Nockenwelle können verschiedene Formen haben, von rund über elliptisch bis herzförmig oder schneckenförmig. Elliptische Nockenkeulen bewegen sich in einer Eiform und erzeugen einen höheren Auftrieb.Wenn Sie die Spezifikationen einer Aftermarket-Nockenwelle lesen, finden Sie normalerweise Informationen darüber, wie viel zusätzlichen Auftrieb Sie über der serienmäßigen Nockenwelle sehen sollten. Obwohl dieser Abstand in Bezug auf die prozentuale Zunahme normalerweise nicht viel ist (normalerweise in Millimetern gemessen), bietet er erhebliche Gewinne.
Da Nockenwellen die Aspiration Ihres Motors beeinflussen, beeinflussen sie neben der Leistung auch den Motorsound.
Es gibt einige andere wichtige Überlegungen, wenn man über eine Aftermarket-Nockenwelle nachdenkt. Aufgrund der Emissionsvorschriften sind nicht alle Nockenwellen 50-state legal. Am wichtigsten ist, dass Sie sicher sein möchten, dass jeder Nockenwellenwechsel, den Sie kaufen, mit dem allgemeinen Aufbau Ihres Motors und der Richtung übereinstimmt, in die Sie Ihren Einbau vornehmen möchten. Es ist ziemlich üblich, dass Menschen einer Nockenwelle zu viel Bedeutung beimessen, ohne andere Motorkomponenten aufzurüsten.
Ein Hochleistungsmotorstück ohne andere Teile zu haben, die in der Lage sind, die zusätzliche Leistung zu bewältigen, schadet eher, als dass Sie Ihre Erfahrung beim Fahren Ihres Fahrzeugs verbessern. Das heißt, das Upgrade von Cams ist eine ernsthafte Leistungssteigerung für diejenigen, die nach echten Gewinnen suchen, auch wenn sie nicht so einfach zu zeigen sind wie ein neuer Spoiler, Flügel oder Splitter.
Egal, ob Sie einen neuen Zahnriemen oder eine neue Steuerkette benötigen oder Ihre Gesamtleistung mit einer Aftermarket-Nockenwelle verbessern möchten, bei CJ’s finden Sie alles, was Sie brauchen.
Bildnachweis: Midwestern Engine and Machine, Quora, Explain That Stuff, Tomorrow’s Tech