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Zuverlässige Ventilsteuerung mit der Nockenwelle

Die Nockenwelle ist ein zentrales Bauteil in jedem Hubkolbenmotor. Sie ist für die Steuerung der Ventile zuständig. Die Nockenwelle ist ein hoch präzise gefertigtes, einteiliges Werkstück. Sie hat normalerweise eine lange Lebensdauer. Wartungsfehler oder Überlastungen können sie jedoch vorzeitig verschleißen lassen. Ihr Austausch ist eine mittelschwere Aufgabe.

Position und Funktion der Nockenwelle

Die Nockenwelle sitzt bei normalen OHC-Motoren im Zylinderkopf oberhalb von den Brennräumen. Eine andere Bauweise ist die Platzierung der Nockenwelle seitlich der Kurbelwelle. Der Ventiltrieb wird in diesen Fällen über Stößelstangen und Kipphebel hergestellt. Ein Motor besitzt pro Zylinderbank jeweils eines dieser Bauteile. Sie ist beidseitig und mittig mehrfach durch Bronzeschalen gelagert. An einer Seite hat sie eine Zahnriemenscheibe oder ein Steuerkettenritzel angeflanscht. Diese dienen zur Synchronisierung von Nockenwelle und Kurbelwelle. Die Nockenwelle hat ihren Namen wegen der eiförmigen Nocken. Die spitze Seite der Nocken stehen in unterschiedlichen Winkeln von der Welle ab. Diese Nocken dienen dazu, durch Eindrücken die Ventile zu öffnen. Die Rückstellung der Ventile geschieht durch kleine Ventilfedern. Die Nockenwelle wird durch den Zahnriemen oder die Steuerkette in Drehung versetzt. Bei jeder Rotation öffnet sie zunächst das Einlassventil und dann das Auslassventil. Das Verhältnis der Umdrehungen zwischen Nocken- und Kurbelwelle ist 1:2. Damit ist gewährleistet, dass beide Ventile während des Arbeitstaktes geschlossen sind. Eine andere Bezeichnung für die Nockenwelle ist die "Ventilsteuerungswelle".

Defekte an der Nockenwelle

Eine Ventilsteuerungswelle kann aus zwei Gründen ausfallen:

  • Verschleiß an den Nocken
  • Bruch der Welle

Eine Nockenwelle ist ein einteiliges Gussteil, welches auf Präszisionsmaschinen nachbearbeitet wird. Eine Reparatur der Nockenwelle ist deshalb nur im sehr engen Umfang möglich. Liegt ein Verschleiß an den Nocken vor, kann theoretisch durch Auftragsschweißen und Nachdrehen die Form der Welle wieder hergestellt werden. In der Praxis wird dieses Verfahren aber so gut wie niemals angewendet. Bei einem Bruch der Welle bleibt nur der Austausch. Der Verschleiß an den Nocken tritt unweigerlich ab einer bestimmten Kilometerleistung auf. Auch bei schonender Fahrweise und genauer Einhaltung aller Wartungsintervalle wird eine Nockenwelle nicht länger als 250.000 Kilometer halten. Mangelnde Wartung und falsche Behandlung des Motors können die Lebensdauer aber sehr stark verkürzen. Die Hauptursache von Nockenverschleiß ist die mangelhafte Schmierung. Diese entsteht aus vier Gründen:

  • Fahren mit zu wenig Öl
  • Fahren mit minderwertigem Öl
  • Zu schnelles Anfahren bei kaltem Motor
  • Zu dünnflüssiges Öl wegen überhitztem Motor

Eine Nockenwelle wird hergestellt, indem sie gegossen, gedreht, geglüht und gehärtet wurde. Unter der gehärteten Oberfläche ist das Material sehr weich. Wenn die gehärtete Schicht der Ventilsteuerungswelle abgetragen ist, geht der weitere Verschleiß sehr schnell.

Reparatur der Ventilsteuerungswelle

Zur Reparatur der Nockenwelle sind folgende Schritte notwendig:

  • Ventildeckel abnehmen
  • Lager lösen
  • Steuerriemen oder -kette entfernen
  • Nockenwellenrad (Anschluss von Steuerriemen oder -kette) abnehmen
  • Wellenstühle ausbauen
  • Nockenwelle heraus nehmen
  • Lagerschalen erneuern
  • Dichtungen erneuern
  • Alles wieder zusammen bauen

Das klingt recht einfach, ist aber eine Aufgabe, für die einiges an Erfahrung und Spezialwerkzeug erforderlich ist. Es ist beispielsweise sehr wichtig, dass sämtliche Schrauben rund um die Nockenwelle gleichförmig ausgebaut werden. Nimmt man eine Schraube nach der anderen heraus, kann dies zu Verspannungen und schließlich zum Bruch der Nockenwelle führen. Häufig sind die Schrauben, welche die Nockenwellenstühle fixieren, Dehnschrauben. Sie müssen nach dem Ausbau entsorgt und gegen neue Schrauben ausgetauscht werden.

Sinnvolle Zusatzreparaturen

Der Wechsel einer Nockenwelle ist eine Aufgabe, bei der recht viel zerlegt werden muss. Es ist daher sinnvoll, bei diesem Arbeitsschritt einige weitere Wartungsreparaturen durchzuführen. So spart man sich viel Arbeit, die früher oder später ohnehin erledigt werden muss. Sinnvolle Zusatzreparaturen zum Wechsel der Nockenwelle sind:

  • Tausch von Zahnriemen oder Steuerkette samt Spanner
  • Tausch der Wasserpumpe
  • Ölwechsel, Filterwechsel

Nockenwelle kaufen

Eine Nockenwelle ist ein Präzisionsteil. Ihr Preis hängt stark vom Hersteller und vom verwendeten Autotyp ab. Ein ungefährer Richtpreis für eine brauchbare Nockenwelle von einem Markenhersteller, beispielsweise FEBI BILSTEIN, beginnt bei 100 Euro. Je nach Typ kann eine neue Ventilsteuerungswelle aber auch über 500 Euro kosten. Die Wahl auf Markenware ist bei der Nockenwelle besonders wichtig, da sonst ein schwerer Motorschaden drohen kann. Viele Hersteller bieten neue Nockenwellen zusammen mit einem kompletten Reparaturset an. Dieses beinhaltet noch einige Zusatzbauteile - beispielsweise Hydrostößel - die beim Tausch der Nockenwelle mit gewechselt werden sollen.

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