Porsche 911 - FAQ : Antworten

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Thema: Tuning : Was ist eine scharfe Nockenwelle ?

• Autor : ... (gelöscht)
  
  Antwort : Die "scharfe" Nockenwelle ermöglicht durch längere Ventilöffnungszeiten und (meist) größeren Ventilhub eine bessere Füllung der Zylinder mit Frischgas. Allerdings stehen dem größere Überschneidungszeiten (Einlaß- und Auslaßventil gleichzeitig offen) und höhere auf das Ventil wirkende Kräfte (Ventil wird meist schneller angehoben und über einen größeren Weg) gegenüber.
  
  > Was sind die Vor-und Nachteile?
  
  Positiv: Mehr Leistung im oberen Drehzahlbereich. Negativ: Mehr Verbrauch, schlechtere Abgasqualität, evtl. Einschränkung der Alltagstauglichkeit (Leerlauf, Teillastverhalten). Prinzipiell: Je "schärfer" die Nockenwelle, desto mehr Leistung in einem immer schmaleren Drehzahlbereich.
  
  
  
• Autor : ... (gelöscht)
  
  Antwort : Also, die Nockenwelle (oder mehrere) dreht sich mit halber Kurbelwellengeschwindigkeit. Die Kurbelwelle wird von den Kolben angetrieben. Die Nockenwelle wird von der Kurbelwelle über eine "Steuerkette" (mit Federn gespannt bei alten Elfern bis SC, ab Carrera hydraulisch gespannt durch Öldruck) angetrieben. Bei vielen anderen Autos übernimmt der Antrieb ein Zahnriemen (ist billiger, braucht keine Schmierung, erlaubt höhere Drehzahlen, muss jedoch etwa alle 60.000 - 80.000 KM getauscht werden).
  
  Die Nockenwelle liegt über dem Zylinderkopf. Sie besitzt pro Ventil eine Nocke (sieht fast aus wie ein Ei). Jede dieser Nocken "drückt" im richtigen Moment die Einlass- und Auslassventile auf. Für jedes Ventil gibt es eine eigene Nocke! Bei einem Viertaktmotor steht zunächst der Kolben ganz oben, dann öffnet das Einlassventil und der Kolben geht nach unten und saugt dadurch das Benzin-Luft-Gemisch aus dem Ansaugrohr ein. Dann schließt das Einlassventil, wenn der Kolben ganz unten ist. Dann folgt der Verdichtungstakt, der Kolben geht bei geschlossenen Ventilen nach oben und drückt die explosive Mischung zusammen. Ganz kurz, bevor der Kolben ganz oben ist, zündet die Zündkerze. Der kolben wird durch den Verbrennungsdruck heruntergedrückt. Das ist der Arbeitstakt! Danach öffnet sich das Auslassventil und der Kolben geht nach oben und drückt die Auspuffgase durch das geöffnete Auslassventil in den Auspuff. Dann geht das ganze von vorne los.
  
  Ein großes Problem bei "Saugmotoren" (ohne Turbo, Kompressor, G-Lader oder Roots-Gebläse) ist, das der Kolben bei hohen Drehzahlen nur ganz schwer das Benzin-Luftgemisch durch das kleine Einlassventil ansaugen kann. Es entsteht ein großer Unterdruck! Aber dieser Unterdruck ist nötig, damit die Gase überhaupt in den Zylinder strömen! Ausserdem müssen die verbrannten Abgase nachher mühsam durch das Auslassventil wieder heraus gedrückt werden. Und durch die große Hitze sind die Auspuffgase auch Volumenmässig viel mehr, als das, was ursprünglich angesaugt wurde.
  
  Eine kurze Rechnung: Bei Deinem 3,6 Liter 964er und einer Drehzahl von 5000 U/min zieht sich der Apparat in jeder Minute etwa 9.000 Liter Luft durch! Das macht in einer Stunde 540.000 Liter! 3,6 Liter mal 5000 Umdrehungen pro Minute geteilt durch 2 (Viertaktmotor, nur jede zweite Kurbelwellenumdrehung zählt!) Wenn man davon ausginge, die Zylinder würden immer optimal gefüllt. Und diese große Menge Luft muss durch die kleinen Einlassventile rein, und durch die AUslassventile wieder raus! Du kannst Dir also vorstellen, wie wichtig die richtigen Öffnungszeiten der Ventile sind, damit der Motor richtig atmen kann!
  
  Bei hohen Drehzahlen ist dieses Atmen ein großes Problem! Die luft ist ja auch träge. Ausserdem muss eine gute "Spülung" sichergestellt werden, d.h. die Abgase müssen vollstängig aus dem Zylinder raus, damit die Frischgase Platz haben.
  
  Nun kommt der Trick mit der scharfen Nocke! Die Flanken der Nocken werden steiler gemacht, dadurch gehen die Ventile schneller auf und zu. Die Spitze der Nocke wird breiter, dadurch bleibt das Ventil länger ganz geöffnet. Es kann also längere Zeit mehr Luft durch! Aber jetzt kommt noch etwas, die sogenante "Überschneidung" der Ventile. Für eine kurze Zeit sind Einlass und Auslassventil GLEICHZEITG geöffnet! Man erhält sozusagen "Durchzug" im Zylinder, was den Gaswechsel bei hohen Drehzahlen erleichtert! Bei ganz scharfen Nocken kann diese Ventilüberschneidung so extrem sein, das diese Motoren im Standgas laufen "wie ein Sack Nüsse". Du hast sicherlich schon einmal einen extrem frisierten Motor gehört, der im Stand total unrund lief! Sowas kommt von der "scharfen Nocke". Man muss also einen Kompromiss zwischen ruhigem Motorlauf im Standgas, und gutem Gaswechsel bei Höchstdrehzahl finden. Bei einer scharfen Nocke verschiebt man dieses Gleichgewicht zugunsten höherer Leistung Richtung gutem Gaswechsel bei Höchstleistung.
  
  Bei modernen Autos wird das durch variable Ventilsteuerzeiten besser geregelt. Das macht man z.B. dadurch, das die Nocken aus zwei dünnen Scheiben bestehen, die gegeneinander verdreht werden können. Dadurch wird die "Form" der Nocke variabel, je nach Drehzahl verändert.
  
  
  

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