Nockenwelle

Vergleicht man heute einen modernen Motor mit den ersten Modellen, fallen sicher nur noch sehr wenige Gemeinsamkeiten ins Auge. Im Lauf der Zeit haben sich die einzelnen Bauteile zum Teil stark verändert. Das eigentliche Funktionsprinzip hat die Jahre allerdings unbeschadet überstanden. Zylinder treiben immer noch die Kurbelwelle an und Ventile steuern die Zufuhr des Kraftstoffgemisches bzw. sorgen für die Wegführung der Abgase aus dem Zylinder.

Wie aber werden die Ventile gesteuert? Schließlich müssen die einzelnen Komponenten des Motors perfekt aufeinander abgestimmt werden. Die Lösung dieses Problems ist einfach und genial. Mit Hilfe der Nockenwelle lassen sich die Ventile öffnen und über die Kraft einer Ventilfeder wieder schließen. Um das abwechselnde Öffnen und Schließen mit der Bewegung des Zylinders zu synchronisieren, wird die Nockenwelle über Zahnräder, eine Steuerkette oder den Zahnriemen mit der Kurbelwelle verbunden. Das Übersetzungsverhältnis liegt bei 2:1, was sich auf die Nockenwelle dahingehend auswirkt, dass sie nur halb so schnell wie die Kurbelwelle rotiert.

Oben liegende Nockenwellen, die heute zu den am weitesten verbreiteten Modellen zählen, sind in der Regel immer nach demselben Grundprinzip aufgebaut. Auf einer geraden Welle sind die sogenannten Nocken angebracht, welche für das Fahrzeugbauteil namensgebend waren. Letztere besitzen einen elliptischen Querschnitt und bewegen in dem Punkt, welcher vom Zentrum der Nockenwelle am weitesten entfernt ist, die eigentlichen Ventile. Um zu großen Verschleißerscheinungen vorzubeugen, drehen sich die Ventile bei der Berührung mit. Bei Fahrzeugen, welche mit mehrzylindrischen Motoren ausgestattet sind, muss jeder einzelne Zylinder zu einem festgelegten Zeitpunkt zünden. Um dies zu erreichen und die Ein- und Auslasstakte entsprechend aufeinander abzustimmen, werden die Nocken im Allgemeinen paarweise versetzt auf der tragenden Welle angeordnet.

Unten liegende Nockenwellen, die im Motorblock verbaut werden, arbeiten nach einem etwas anderen Prinzip. Für diese sind wesentlich mehr Bauteile zum Betrieb nötig, was zur Folge hat, dass eine bestimmte Drehzahl des Motors nicht überschritten werden kann. Aus diesem Grund kommt diese Form der Nockenwelle in Pkws nur noch sehr selten zum Einsatz.