Aufbau und Funktion einer Nockenwelle im Auto
Die heutige Nockenwelle besteht aus einem langen Stab, dem ausbuchtende Scheiben aufgesetzt werden. Es ist weiterhin ein drehbarer Stab, der sich um die eigene Achse dreht, wobei die Ausbuchtungen auf Hebel treffen. Jede dieser Ausbuchtungen, oder Nocken genannt, ist für ein Ventil zuständig. So trifft eine Nocke mit der runden Seite auf einen Hebel oder Stößel eines Ventils und verlässt es erst, wenn das Ende der Rundung erreicht wird. Verschleiß wird durch diese Kontakte kaum verursacht, da die Nockenwelle besonders gehärtet ist. Wahlweise wird sie aus Stahlguss oder geschmiedetem Stahl gefertigt. Als Guss besitzt sie eine Neigung zur Korrosion, kann aber kostengünstiger produziert werden. Geschmiedete Nockenwellen können hingegen der Hitze weniger gut entgegenwirken und leiden an den Schweißnähten.
Die Arbeit der Nockenwelle mit den Zylindern
Bedient werden Ventile, die die Menge des Kraftstoffs und der
Abgase bestimmen, die den Verbrennungsraum erreichen und verlassen. Jeder Zylinder verfügt über ein Einlassventil, ein
Einspritzventil und ein Auslassventil. Abhängig von der erreichten und angestrebten Drehzahl wird über die Ventile die Zufuhr des Kraftstoff-Luft-Gemischs bestimmt. Je höher der
Motor dreht, umso schneller dreht auch die Nockenwelle. Eine Steigerung der Drehzahl wird von der schnelleren Zündfolge begleitet, die wiederum zahlreichere Zufuhr erfordert. Da die Nockenwelle direkt von der Kurbelwelle angetrieben wird, wird ihre Rotation stets an die aktuelle Situation angepasst. Da jede Nockenwelle nur begrenzt eingesetzt werden kann, erhalten Motoren mit vielen Zylindern mehrere Nockenwellen.
Alternative zur Nockenwelle und die Zukunft
Im Zuge der elektronischen Steuerung werden immer mehr Bauteile im Auto erneuert. Auch eine Alternative zur rein mechanischen Nockenwelle ist bereits bekannt und im Einsatz. eine elektrische und hydraulische Steuerung der Ventile wurde erstmals 2009 eingesetzt. Es handelt sich um durchaus zuverlässige Systeme, die aber nicht verschleißfrei arbeiten. Zudem ist ein sehr hoher Energiebedarf zu berücksichtigen. Diese Energie muss elektrisch sein und kann daher nur vom Generator bezogen werden. Auch ist die Produktion dieser Alternative noch zu kostspielig. Die sehr verschleißarme und zuverlässig arbeitende Nockenwelle, die kostengünstig aus der Produktion kommt, gilt daher noch nicht als gefährdet.
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