OT Nockenwellen

nordschleifentouring , Nordhessen, Sonntag, 06.09.2020, 19:56 (vor 1320 Tagen) @ chris_e_a

Die Nockenwelle ist eines der Bauteile, welches die Karakteristik eines Motors definiert.

Im Einzelnen: Welches Drehzahlband soll der Motor abdecken, wann soll das maximale Drehmoment anliegen, wann die maximale Leistung.

Natürlich hängt das auch von den anderen Komponenten ab (Durchmesser Ansaugrohre und deren Länge, Gestaltung der Abgasanlage, Zündzeitpunkt,...)
Das muss alles zueinander passen.

Ein gutes Beispiel ist der Vergleich ETA gegen normal M20.
Wenn du dir die Nockenforn am Eta ansiehst und mit stino M20 vergleichst wirst du das sehen. Der ETA hat eine "nicht scharfe" Nockenform. Wenig Öffnungswinkel, hohes Drehmonent, wenig Leistung. Auch die Ansaugbrücke ist dahingehend optimiert. kleiner Rohrquerschnitt, um hohe Gasgeschwindigkeiten zu erzeugen.

Die Gassäule im Einlasskanal fließt nicht statisch und stoppt wenn der Kolben beim Ansaugen UT (unterster Punkt Kolben) erreicht sondern schwingt und drückt nach, bedingt durch die Massenträgheit der sich in Bewegung befindlichen Luft.

Wenn nun die Nockenwelle das Einlassventil länger als UT offen lässt, kann mehr Luft in den Zylinder strömen, auch wenn der Kolben schon wieder Richtung OT unterwegs ist.
Beim Auslass identisch.

Lange Ventilöffnungszeiten > viel Leistung bei hohen Drehzahlen, wenig Drehmoment untenrum.
Kurze Ventilöffnungszeiten > mehr Drehmonent untenrum, weniger Spitzenleistung

Das Problem mit den langen Ventilöffnungszeiten ist auch der Frischgasverlust. Da Einlass und Auslass immer eine kleine Zeit gemeinsam geöffnet sind, geht Frischgas im Auspuff verloren. Das wollen wir nicht (Sprit soll ja verbrannt werden und nicht direkt im Auspuff verschwinden). Je mehr Öffnungswinkel desto mehr Ventilüberschneidung > mehr Frischagsverlust.

Der Ventilhub ist auch noch so eine Sache:
Viel Ventilhub ist eigentlich gut für die Leistung (mehr Querschnittsfläche). Leider muss das Ventil dann aber auch stärker beschleunigt werden (mehr Weg in der gleiche Zeit) > schlecht für die Mechanik. Meist fahren wir ja dann auch höhere Drehzahlen, also doppelt schlecht. Eventuell benötigt man dann auch noch härtere Federn, damit das Ventil der Nockenform folgen kann und nicht aufgrund zu geringer Federkräfte anfängt zu flattern > wieder schlecht, mehr Reibung.

Einen guten Kompromiss zu finden ist das A und O eines guten Motors. Was bringt dir ein Motor der nur von 9000-10200 Umdrehungen massig Leistung produziert aber ausserhalb dieser Drehzahl eigentlich unfahrbar ist?