Nockenwelle Motorrad

Über die Steuerkette von der Kurbelwelle angetrieben, drücken die Nocken auf der Welle gegen die Ein- bzw. Auslassventile und öffnen sie, wodurch das Einströmen des Kraftstoff-Luft-Gemischs und das Ausstoßen der Abgase ermöglicht wird. Die Position, Form und Größe der Nocken beeinflussen direkt den Verbrennungsprozess und somit die Leistung, das Drehmoment und die Effizienz des Motors. Hierbei können eine zentrale oder zwei (für Ein- und Auslass getrennt) parallel arbeitende Wellen zum Einsatz kommen.

Die Wahl der Nockenwellenbauform hängt von den gewünschten Leistungsmerkmalen, der angestrebten Drehzahlspanne und den technologischen Zielen ab. Moderne Motorräder verwenden oft fortgeschrittene Steuerungstechnologien wie DOHC und VVT, um optimale Leistung, Effizienz und Emissionskontrolle zu erreichen.

Kipphebel: Über die Kipphebel werden über die Ausstülpungen der Nockenwelle (Exzenter) die Ein- und Auslassventile gesteuert (alternativ über Stoßstangen), im Prinzip wie eine Wippe. Die Stange oder die Welle sorgt für die Kippbewegung, der Hebel drückt die Ventile und eine Feder bringt Letztere in die Ausgangsstellung zurück.

Schlepphebel: Hebelkonstruktion, bei der die einwirkende Kraft geringer als bei Kipphebeln und die Ventilspieleinstellungen einfacher sind.

Nockenwellen drehen sich prinzipiell mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle. Dies lässt sich über Zahnräder, Steuerketten und Zahnriemen erreichen, meist ist eine Kette der Fall. Zahnräder produzieren hierbei die genausten Steuerzeiten über einen sehr langen Zeitraum, währen die günstigeren Ketten empfindlich auf Temperaturen und Verschleiß reagieren, die zu ungenauen Steuerzeiten führen.

Hinweis: Weist der Motor starkes Rasseln auf, kann es sein, dass die Kette durch Verschleiß oder einen nicht mehr funktionieren Steuerkettenspanner gelängt ist. In beiden Fällen liegt die Kette nicht mehr stramm genug an und produziert das genannte Rasseln. Über kurz oder lang kann die Kette dabei auch reißen – mit katastrophalen Folgen für den Motor, da ein Kolben mit Sicherheit in ein geöffnetes Ventil crashen wird.

Einfache Nockenwelle (SOHC): Single Overhead Camshaft (SOHC) bedeutet, dass eine Nockenwelle im Zylinderkopf sitzt und die Ventile direkt über Nockenstößel oder Schlepphebel steuert. Dies ist eine häufige Bauform in vielen Motorrädern. Vorteile: Einfache Konstruktion, geringere Komplexität, weniger Teile. Nachteile: Begrenzte Kontrolle über die Ventilsteuerung, weniger effiziente Leistungsabgabe bei höheren Drehzahlen.

DOHC: Hier übernimmt je eine Nockenwelle die Steuerung der Einlass- bzw. der Auslassventile, vor allem in Hochleistungsmotoren anzutreffen.

Königswelle: Nockenwellenantrieb über zwei Kegelradpaare an Kurbel- und Nockenwelle. Hierbei treibt die Kurbelwelle über eine Umlenkung von 90 Grad durch das erste Kegelradpaar die Königswelle und diese über das zweite Paar und ebenfalls einer Umlenkung von 90 Grad die Nockenwelle an.

Twin Cam oder DOHC (Double Overhead Camshaft): Ventilsteuerung mit zwei oben liegenden Wellen, eine für jeden Zylinder bzw. jede Zylinderbank, die jeweils die Einlassventile oder die Auslassventile direkt oder über Schlepp- oder Kipphebel steuert. Diese Bauform erlaubt eine präzisere Steuerung der Ventilöffnungs- und Schließzeiten und ermöglicht höhere Drehzahlen und Leistung. Als Nachteile gelten die komplexere Bauweise, der höhere Wartungsaufwand und die höheren Herstellungskosten. Angetrieben werden die Wellen über Ketten, Königswellen, Zahnräder oder außerhalb des Motorgehäuses verbaute Zahnriemen.

VVT (Variable Valve Timing): Diese Technologie ermöglicht die Veränderung der Nockenwellenposition und des Timings, um die Ventilsteuerung an unterschiedliche Fahrbedingungen anzupassen. Dies verbessert die Effizienz, Leistung und Abgasemissionen. Nachteile: Kann teurer in der Herstellung sein, erfordert komplexe Steuerungssysteme.

OHC (Overhead Camshaft): Wie DOHC, nur mit einer einzelnen zentralen, oben liegenden Welle.

OHV (Overhead Valves): Ventilsteuerung mit einer unten liegenden Nockenwelle über im Zylinderkopf verlaufende Stoßstangen und obere Kipphebel. Nicht geeignet für hohe Umdrehungszahlen, dafür wartungsarm. Bei modernen Motorrädern sind OHV-gesteuerte Motoren kaum noch anzutreffen (bei US-Choppern gehören sie aber oft zur Grundausstattung).

Desmodromische Ventilsteuerung: Bei dieser Technologie werden die Ventile nicht nur durch die Nocken geöffnet, sondern auch durch spezielle Mechanismen geschlossen. Dies ermöglicht präzise Kontrolle über die Ventilbewegungen und verhindert Ventilfloat bei hohen Drehzahlen. Vorteile: Präzise Kontrolle über Ventilöffnung und -schließung, hohe Drehzahlleistung. Nachteile: Komplex und wartungsintensiv, höhere Kosten.