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Zusammenhang von Ventilsitzverschleiß und Nockenwelle Beim Betrieb aktueller Verbrennungsmotoren mit anderen als aus Öl gewonnenen Brennstoffen wie Benzin und Diesel, ist ein erhöhter und zum Teil sogar exzessiver Verschleiß im Bereich der Ventilsitze und Ventile festzustellen. Mancher mag sich an die Situation Mitte der 80 - ger Jahre erinnert fühlen. Seinerzeit wurde Benzin auf "bleifrei" umgestellt. Genauer gesagt wurde auf den Zusatz von Bleitetraethyl im Kraftstoff Benzin verzichtet. Bleitetraethyl hatte, dort wo die Ventile nach Beendigung eines Ansaug- oder Auspufftaktes wieder bis zum nächsten Takt in ihre Ruhelage gehen und ihre Wärme an den Zylinderkopf abgeben, eine geradezu segensreiche Wirkung. Das "Blei" schmierte den Bereich, in dem das Ventil in seine Ruhelage geht, also die Kontaktfläche von Ventil und Ventilsitz eingehend und für den normalen Betrieb ausreichend. Weniger segensreich war die Wirkung des Zusatzes allerdings für die Umwelt. Daher der Verzicht. In der Folge musste man feststellen, dass Ventile und Ventilsitze der Benzinmotoren außerordentlich hohem Verschleiß im Bereich der Ventilsitze unterlagen. Die Schmierwirkung des Bleitetraethyl fehlte. Abhilfe schaffen hochwertige "gehärtete" Ventilsitzringe und Ventile. Verschärfte Problematik Eine weitaus verschärfte Problematik besteht bei Motoren, Blockheizkraftwerken - BHKW - die mit Brennstoff "Gas", also LPG, ENG u. s. w. betrieben werden. Besonders aggressiv scheinen die menschlichen "Gase" zu sein, mit denen moderne Klärwerke ihre BHKW zur umweltschonenden Stromerzeugung einsetzen. Beim Einsatz dieser "Brennstoffe" gibt es nicht einmal mehr die Schmierwirkung der Kraftstoffe Benzin oder Diesel, deren "natürliche" Schmierwirkung aus ihrer Herkunft als Derivate des Schweröls stammt. Folge: Ventil und Ventilsitzring nutzen sich stark ab. Das Ventil arbeitet sich unaufhaltsam tiefer in seinen Ventilsitz ein. In der Folge verringert sich laufend das vorgeschriebene Ventilspiel oder der Einstellbereich der Hydrostößel wird überschritten mit gravierenden Schäden. Mit Einsatz von möglichst hochwertigem Material bei Ventilsitz und Ventilsitzringen wird das Verschleißproblem bekämpft. Unbeachtet - die Nockenwelle In diesem Zusammenhang findet die Nockenwelle zu wenig Beachtung. Bei oberflächlicher Betrachtung ist der Zusammenhang zwischen Nockenwelle und Verschleiß nicht ersichtlich. Die Nockenform der Nockenwelle bewegt die Ventile in mehr oder weniger günstiger Weise. Bei ungünstiger Formgebung der Nocke wird das Ventil beim Schließen nicht sanft an seinen Ventilsitz angeschmiegt, sondern es prallt geradezu von ihm ab, wenn es mit hoher Geschwindigkeit auftrifft. Beim Aufprall entstehen schädliche Schwingungen. Neben Longitudinalschwingungen innerhalb des Schaftes und anderer Komponenten können auch die im Video dargestellten Schwingungen des Ventiltellers entstehen. Wissenschaftlich betrachtet hat jede Schwingung einen Erreger. Der Erreger ist hier quasi latent vorhanden in Form einer zwangsläufigen Unkonzentrizität von Ventilkegel und Ventilführung, verursacht durch das Spiel des in ihr bewegten Ventilschaftes. Die erregten "kreiselnden" Schwingungen sorgen für Reibung und Verschleiß im Ventilsitzbereich. Darüber hinaus kann das Ventil in seinen Ruhefasen seine Wärme nicht abgeben, da es nicht wie vorgesehen auf dem Ventilsitz ruht, sondern fortwährend in Bewegung ist. Ohne Wärmeabgabe überhitzen sich Brennraum und Ventile. Verbrauch und Emissionen steigen. Die Leistung sinkt. Abhilfe - Berechnung der Nockenwelle mit KnockSoft von Gänssle Mit einer speziellen "Sanftanschmiegetechnik" werden die beschriebenen Schwingungen durch Berechnung der Nocken mit KnockSoft vollständig vermieden. |
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