Ventile

Sujeten:

General
Material
Natrium gefëllte Ventile
Ventil Guiden
Verschidden Zorte vu Krunn Kontroll
Ventil Mechanismus mat Indirekt Ventil Kontroll
Ventil Mechanismus mat Direkten Ventil Kontroll
Ajustéieren Ventil Spillraum
Multi-Ventil Technologie
Variabel Ventil Timing a Ventillift

Allgemeng:
Et gi Ventile an all Verbrennungsmotor. Et gëtt ëmmer op d'mannst een Inlet an een Outlet Ventil. Dës Ventile ginn vun engem oder méi Nockenwellen duerch d'Verdeelung ugedriwwen a suergen datt frësch Loft an de Verbrennungsraum fléisst, d'Loft gëtt dann während der Kompressioun agefaang a kann dann de Verbrennungsraum verloossen. De Floss vun den Inlet- an Auspuffgase muss mat sou wéineg Widderstand wéi méiglech geschéien.
D'Materialien si sou gutt wéi méiglech fir dësen Zweck geformt.
D'Ventile sinn am Zylinderkopf montéiert. Den Inletventil ass dacks méi grouss wéi den Auspuffventil, well sou vill Mëschung wéi méiglech an den Zylinder muss erakommen. Den Auspuffventil sollt méi kleng sinn, well verbrannt Auspuffgase verloossen den Zylinder nom Auspuffschlag, wann de Kolben d'Gasen aus dem Zylinder dréckt.

Als Beispill wäerte mir de Véier-Schlagprozess vun engem Bensinmotor huelen. Beim Aufschlag vum Motor geet den Oflaafventil op, an am Fall vun engem indirekt injizéierte Benzinmotor gëtt eng Loft-Brennstoffmëschung ugesuckt, an am Fall vun engem Benzinmotor mat direktem Sprëtz gëtt nëmme frësch Loft eragezunn. . D'Loft gëtt eragezunn, well de Kolben sech no ënnen beweegt. D'Loft, déi eran fléisst, hëlt de Raum op, dee verfügbar ass. Wann de Kolben erëm no uewen bewegt, gëtt den Inletventil zou. D'Mëschung aus Brennstoff a Loft huet elo néierens ze goen an ass kompriméiert. Dëst gëtt de Kompressiounsschlag genannt. Dofir ass et wichteg datt d'Ventile richteg zoumaachen. D'Mëschung entsteet wann de Zündkerze e Spark produzéiert. Dofir gëtt de Kolben mat enger erheblecher Kraaft erofgedréckt. Dëst nennt een de Kraaftschlag.
Wärend dem Auspuffschlag geet den Auspuffventil op an de Kolben beweegt sech no uewen. Déi verbrannt Gase verloossen elo den Zylinder a ginn an den Auspuff. Wann de Kolben uewen ass, mécht den Auspuffventil zou an den Oflaafventil mécht op. De Kolben bewegt sech erëm erof an den Oflaafschlag folgt. A Wierklechkeet mécht den Inletventil e bësse méi fréi op, sou datt d'Inlet- an d'Outletventile gläichzäiteg fir eng kuerz Zäit opmaachen. Dëst gëtt "Ventil Iwwerlappung" genannt. D'Geschwindegkeet vun de verbrannte Gasen, déi den Zylinder duerch den Auspuffventil verloossen, entsteet en negativen Drock, deen d'Aufnahmeloft extra ugezunn gëtt. Op dës Manéier kann méi Loft an den Zylinder fléissen wéi wann nëmmen den Oflaafventil opgaang ass an de Kolben no ënnen bewegt. De Füllniveau gëtt also verbessert.

Fir eng méi detailléiert Erklärung vum Véierschlagprozess, kuckt d'Säit "Benzinmotor Operatioun".

Material:
Ventile si schwéier gelueden. Besonnesch d'Ofgasventile, well se extrem waarm ginn an net gutt ofkille kënnen. D'Entréeventile ginn deelweis ofgekillt vun der kaler Saugeloft, déi an den Zylinder erakënnt. Déi verbrannt Ofgase fléissen laanscht d'Ofgasventile bei enger Temperatur vu bis zu 900 Grad Celsius. Dofir sinn Auspuffventile och aus engem anere Material gemaach wéi Oflaafventile. Inletventile ginn dacks aus Chromonnickel Stahl gemaach. Auspuffventile ginn dacks aus Chrom-Silikonstahl gemaach. Fir d'Verschleiung duerch d'héich Temperaturbedéngungen ze limitéieren, sinn d'äussere Kante vun der Ventilscheif (d'Versiegelungsfläch) an d'Ventilstämm mat enger Schicht vu Karbidlegierung (Stellite) gepanzert. D'Ventile dissipéieren de gréissten Deel vun der Hëtzt duerch d'Ventil Disc a Ventilstamm. Natrium-gefëllte Ventile hunn nach besser Wärmevergëftung.

Natrium gefëllte Ventile:
Auspuffventile sinn huel bannen. Den Huelraum ass ongeféier 60% mat Natrium gefëllt. Natrium ass e Metall dat bei enger héijer Temperatur (vun ongeféier 100 Grad Celsius) flësseg gëtt. Wann de Motor leeft, geet de Ventil dacks op an erof. Den Natrium am Ventil gëtt stänneg hin an hier gehäit an esou d'Hëtzt transportéiert. Den Natrium absorbéiert Hëtzt vun der Ventildisk a léisst et an de Ventilstamm eraus. Mat Natrium-gefëllte Ventile kënnt Dir en Temperaturfall vun 80 bis 100 Grad erreechen am Verglach mat net-natriumgefëllte Ventile.
Intake Ventile brauchen dat net, well se scho vun der erakommen Loft ofgekillt sinn.

An der Figur representéiert déi gro Uewerfläch d'Material an de roude Deel duerstellt de Kavitéit mat Natrium gefëllt.

Ventil Guiden:
D'Ventile réckelen op an erof am Zylinderkopf. Et muss e gudden Dichtung tëscht dem Ventil an dem Zylinderkopf sinn, sou datt keen Ueleg aus dem Zylinderkopf laanscht de Ventilstamm an en Inlet- oder Auspuffpassage fléisst. Et gëtt ëmmer e klengen Uelegfilm tëscht dem Ventil an dem Ventilguide fir d'Schmieren. De Ventilguide gëtt an der Figur orange gewisen.

Wann e bloe Damp aus dem Auspuff kënnt, kann et e Resultat vu defekte Ventilguide sinn. Et kann sinn datt d'Ventilleit méi breet ginn (kuckt Bild hei ënnen), sou datt de Ventil souguer am Zylinderkopf spillt. An dëser Situatioun kann Ueleg laanscht de Ventil an den Inlet- oder Auspuffpassage lekken. Op der Spëtzt vum Ventilguide gëtt et dobausse Loftdrock, oder heiansdo souguer Iwwerdrock wéinst engem méi héije Kurbeldrock. Um Enn vum Ventilguide fléissen d'Gasen an d'Auspuffmanifold, déi e Vakuumeffekt gëtt. Dëst vergréissert d'Leckage, well d'Ueleg, wéi et war, laanscht de Ventilstamm erofgesaugt gëtt. Wann den Ueleg an d'Auspuffmanifold erakënnt, gëtt et net verbrannt. Den Ueleg gëtt erhëtzt, sou datt et deelweis verdampft. Dëst kann zu bloen Damp kommen aus dem Auspuff.

Ventilguiden kënnen dacks separat ersat ginn. Fir dëst ze maachen, muss de Zylinderkopf ofgebaut ginn an de Ventil aus dem Zylinderkopf ewechgeholl ginn. D'Ventilguide kënnen dann ersat ginn. D'Ventilleitungen kënnen net op all Zylinderkapp getrennt ersat ginn. Remanufacturing Firmen hunn dacks eng Léisung fir dës. Frot iwwer d'Optiounen fir Ventilguiden an enger gutt ugesi Revisiounsfirma z'ersetzen.

Verschidde Typen vu Ventilkontrolle:
D'Ventile kënnen op verschidde Manéiere bedriwwe ginn. D'Bild hei drënner weist fënnef verschidde Versiounen. Dës verschidde Versiounen an d'Methoden vun der Upassung ginn weider op dëser Säit diskutéiert.

A: Indirekt Ventil Kontroll mat Rocker Arms.
B: Direkten Ventil Kontroll mat Roller Drag Rockers.
C: Direkte Ventilkontrolle mat hydraulesche Ventilversteller.
D: Direkte Ventilkontrolle mat Rocker Arms a Multiple Ventile pro Zylinder.
E: Direkt Ventilkontrolle mat hydraulesche Ventillifter a Multiple Ventile pro Zylinder.

Fir Motore ouni hydraulesch Ventil-Tapets (A, B an D) ass et néideg, periodesch d'Ventil-Spannung ze kontrolléieren. Méi iwwer dëst am Kapitel "Anpassung vum Ventilstand" op dëser Säit. Op Motore mat hydraulesche Ventillifter ass d'Upassung vum Ventilofstand weder néideg a méiglech; d'hydraulesch Widder si mat Ueleg gefëllt, wat d'iwwerschësseg Spill läscht.

Ventil Mechanismus mat indirekt Ventil Kontroll:
Fréier ware Motore mat engem ënnerierdesche equipéiert nokkenwelle. Hautdesdaags sinn Passagéierautomotoren nëmme mat engem Overhead Nockenwell equipéiert. D'Konstruktioun mam ënnerierdesche Nockenwelle verschwënnt. De Nodeel vun dëser Konstruktioun ass datt dës Motore net mat héijer Geschwindegkeet handelen, well et vill Mass tëscht der Nockenwelle an dem Ventil ass. Bei héijer Geschwindegkeet wäert ze vill Spill optrieden an de Ventil geet net méi op an zou op déi richteg Zäiten.
De Crankshaft dreift den ënnerierdesche Nockenwelle mat enger klenger Timingkette oder Gürtel (kuckt Bild hei ënnen). De Nockenwelle dréckt de Ventil-Tapp an d'Pushrod riicht erop. Déi riets Säit vum Rockerarm gëtt eropgedréckt. De Rockerarm 'trommelt' ronderëm d'Rockerarm Achs, dréckt déi lénks Säit erof. Dëst zwéngt de Ventil no ënnen géint d'Kraaft vum Ventil Fréijoer. Wann d'Nockenwelle weider gedréit gëtt, dréckt de Ventil Fréijoer de Ventil zou an de Rockerarm geet zréck an seng Startpositioun.

Ventil Mechanismus mat direktem Ventil Kontroll:
Den Overhead Nockenwelle gëtt hautdesdaags nëmmen a Passagéierautoen benotzt. De Nockenwelle gëtt dann an den Zylinderkopf gesat. De Virdeel vu Motore mat engem Overhead Nockenwelle ass datt se méi héich Geschwindegkeete këmmeren wéi mat engem ënnerierdesche Nockenwellen.

Am lénksen Bild hei uewen kënnt Dir gesinn datt de Ventil zou ass, well de Ventil Fréijoer de Ventil zou dréckt an d'Nockenwelle rotéiert mat der Auer. Am richtege Bild ass d'Nockenwelle verdréit, sou datt de Cam de Ventil erof dréckt. De Fréijoer ass elo kompriméiert, dréckt de Ventil erof. Wann de Nockenwelle weider gedréint ass, dréckt de Ventil Fréijoer de Ventil erëm no uewen. D'Ventil Fréijoer übt e Géigedruck vun ongeféier 20 kg.

D'Bild weist eng schematesch Representatioun vun engem Ventil mat engem Ventil Fréijoer. Hei gesitt Dir kloer op wéi engem Deel de Ventil op der Ventilschließfläche vum Ventilsëtz läit. Op der Spëtzt sinn de Fréijoerssëtz (deen Deel wou d'Kam vun der Nockenwell de Ventil erof dréckt) mat dem Ventilschlëssel a Ventil Fréijoer drënner. De Ventilschlëssel déngt als Montage fir de Ventil. Fir de Ventil aus dem Zylinderkopf ze läschen, mussen d'Ventilschlësselen ewechgeholl ginn. Beim Demontage muss de Fréijoerssëtz géint d'Kraaft vum Ventil Fréijoer erofgedréckt ginn (speziell Tools sinn dofir verfügbar). De Ventil ass dann fräi ze beweegen. Andeems Dir déi zwee Ventilschlësselen mat engem Magnéit tëscht dem Fréijoerssëtz an dem Ventilstamm erofhuelen, kann de Ventil aus dem Zylinderkopf vun ënnen erofgeholl ginn.
Wärend der Installatioun muss oppassen fir sécherzestellen datt de richtege Ventil op der richteger Plaz nei installéiert ass. Dës kënnen net austauscht ginn. Wann en neie Ventil installéiert ass, muss et mat enger spezieller Schleifpaste geschleeft ginn. Nom Schleifen wäert de Ventil gutt versiegelen. Den neie Ventil kann dann duerch de Ventilstammguide geschleeft ginn an d'Ventilschlësselen erëm op d'Plaz gesat ginn. De Ventil Fréijoer kann dann erëm entspaant ginn.

Ventil Clearance ajustéieren:
Et muss ëmmer e gewësse Betrag vum Spill tëscht dem Nockenwellen an dem Rockerarm oder der Spëtzt vum Ventil sinn. Dës Entloossung gëtt dem Material d'Méiglechkeet auszebauen. D'Spill soll net ze grouss sinn; de Ventil mécht dann manner wäit a méi kuerz op. Wann d'Entloossung ze grouss ass, dauert et méi laang fir de Nockenwell de Ventil opzedrécken an de Ventil wäert méi séier zoumaachen. D'Spill soll och net ze kleng sinn; de Ventil gëtt dann méi fréi opgemaach a spéider zougemaach. De Ventil ass dann all Kéier ze laang op. D'Zäit wou de Ventil zou ass ass also méi kuerz; et ass eng Chance datt de Ventil seng Hëtzt net op d'Ventilsitz vum Zylinderkopf ofleet an dofir iwwerhëtzt. De Ventil kann dann verbrennen.

Haut si bal all Passagéierautoen mat hydraulesche Ventillifter ausgestatt. Wéi och ëmmer, et ginn nach ëmmer Hiersteller, déi Motoren entwéckelen, déi d'Ventilbegrenzung Upassung erfuerderen. An Autoen aus den 90er Jore war d'Benotzung vun hydraulesche Ventil-Tappets guer net selbstverständlech. Et ginn also nach vill Gefierer, déi ronderëm fueren, wou d'Ventilbegrenzung periodesch kontrolléiert a wann néideg ugepasst muss ginn. D'Fabrécksdaten lëschten dacks de Kilometer bei deem dëst gemaach soll ginn (dacks all gréisser Ënnerhaltsservice). Et ginn zwou verschidde Konstruktiounen fir d'Ventilbegrenzung unzepassen; mat Hëllef vu Shims an duerch Upassung vun exzentresche Bolzen. Dës sinn souwuel ënnert beschriwwen.
Wann d'Ventile ugepasst ginn, sollt Dir net just zu all Moment ufänken. Virsiichteg Opmierksamkeet muss op de Punkt bezuelt ginn, wann d'Ventile op "Tumble" gesat ginn. Tumbling heescht datt de Nockenwelle just d'Auspuffventile zougemaach huet an amgaang ass d'Intaksventile opzemaachen. Wann den Zylinder 1 trommelt, heescht et datt et um Ufank vum Oflaafschlag ass. De Piston vum Zylinder 1 ass dann uewen. Zylinder 1 a 4 sinn ëmmer op der selwechter Héicht wat d'Héicht ugeet (genau wéi 2 an 3 sinn op der selwechter Héicht, kuckt Bild hei ënnen). Well d'Feieruerdnung 1-3-4-2 ass (erënnert un d'Aarbechtsdiagramm), heescht et datt den Zylinder 4 um Ufank vum Kraaftschlag ass. Nom Zylinder 4 ass et den Tour vum Zylinder 2 an dann Zylinder 3.

D'Bild hei drënner weist de Piston vum Zylinder 1 an der BPD. D'Lëpse sinn no ënnen gewisen; d'Augventile si just zou an d'Auspuffventile sinn amgaang opzemaachen. Zu deem Moment kënnen d'Ventile vum Zylinder 4 ugepasst ginn; d'Camen do sinn no uewen gewisen.

D'Ventilspiller gëtt gemooss mat engem sougenannten "feelermesser“. D'Feeler Jauge enthält verschidde Gréisste vu Metallstreifen, all mat engem Wäert vun 0,05 mm méi déck wéi déi aner. Andeems Dir eng Rei Sträifen tëscht dem Nockenwellen an dem Ventil rutscht, kënnt Dir kucken wéi vill Spill et ass. Déi betraffe Sträif däerf net ze einfach duerchgedréckt ginn; d'Ventilbegrenzung ass dann méi grouss wéi de Wäert vum Sträif. Wann de Sträif net passt oder ganz schwéier ass a festhält, dann ass de Sträif ze déck. Resistenz kann gefillt ginn wann de Sträif tëscht hinnen geplënnert ass.

Upassung vum Ventilspill mat Schieber:
D'Dicke vum Shim, och als "Shim" genannt, bestëmmt d'Ventilbegrenzung an dësem Fall. Am Bild hei drënner ass d'Shim a rout uginn. Andeems Dir d'Shim mat engem méi décke ersetzt, wäert d'Ventil-Entloossung erofgoen. Et gëtt dann manner Plaatz tëscht dem Nockenwelle an dem Shim. Ënnert dem Bild gëtt erklärt wéi d'Ventilspaus soll ugepasst ginn. Fir d'Ventile unzepassen, muss de Cam vum Ventil a Fro no uewen weisen, wéi an der Figur hei drënner. Wann de Cam verdréit ass, gi falsch Miessunge gemaach. Wann d'Ventile vun engem Véier-Zylindermotor ugepasst sinn, mussen déi folgend Aktiounen geholl ginn:

Schaltzylinder 1 = Ventile vum Zylinder 4 upassen.
Schaltzylinder 2 = Ventile vum Zylinder 3 upassen.
Schaltzylinder 3 = Ventile vum Zylinder 2 upassen.
Schaltzylinder 4 = Ventile vum Zylinder 1 upassen.

Zum Beispill kann de Fabréckswäert vun der uewe genannter Ventilbegrenzung 0,35 mm sinn. Et muss also e Raum vun 0,35 mm tëscht dem Schiet an der Nockenwelle sinn, wann d'Kam no no uewen ass. De Raum tëscht deenen zwee Deeler kann mat der Feeler Jauge gemooss ginn. Wann den 0,35mm Sträif ganz einfach duerch geet ouni Resistenz ze fillen, heescht dat datt d'Distanz tëscht dem Ventil an der Nockenwelle méi grouss ass wéi 0,35mm. An dësem Fall ass d'Ventilbegrenzung ze grouss. Wann e 0,45mm Feelstreifen bal net dertëschend passt, well vill Kraaft muss ausgeübt ginn fir en eran ze drécken, ass dëse Sträif ze déck. D'aktuell Spill ass dann tëscht 0,35 an 0,45 mm. Fir op der sécherer Säit ze sinn, kann en 0,40mm Sträif tëscht geschloe ginn. Wann et ufänkt, awer kann zréck an zréck geréckelt ginn (Resistenz kann gefillt ginn), da kënnt Dir sécher sinn; d'Ventil Ofstand ass 0,40mm amplaz vun der virgeschriwwener 0,35mm.

Well d'Ventilbegrenzung ze grouss ass, muss e méi décke Schiet installéiert ginn. D'Gréisste ginn dacks op de Shims uginn. An deem Fall liest de Wäert vum Shim deen ze dënn ass. Dat ass zum Beispill 2,75 mm.
D'Ventilbegrenzung ass ze grouss; d'Shim muss 0,05mm méi déck sinn wéi deen dee montéiert ass, nämlech 2,75mm. Wann e shim vun (2,75 + 0,05) = 2,80mm installéiert ass, ass d'Ventil Spillraum richteg. An dësem Fall, installéiert den 2,80 mm Shim, dréit de Kurbelwelle zwee Rotatiounen sou datt déi richteg Ventile erëm schaukelen a kontrolléiert d'Ventilspiller erëm.

Et ginn dacks speziell Demontage Tools fir d'Shims einfach z'ersetzen. E Beispill vun dësem kann am Bild gesi ginn.

Upassung vum Ventilspill mat justierbaren Exzentriken:
E dacks benotzte System ass de justierbare Exzentresch. D'Stellschraube kann nëmme gedréint ginn, wann d'Spärmutter e Véierel geléist gouf. Wann d'Stellschraube dann gedréint gëtt, wäert de Raum tëscht dem Ventilstamm an dem Rockerarm direkt eropgoen oder erofgoen. Andeems Dir dann d'Spärmutter dréit, gëtt d'Stellschraube erëm gespaart.

Och hei mussen d'Ventile vum richtegen Zylinder natierlech fir d'éischt gestallt ginn fir ze wiesselen! Duerch d'Gefill tëscht dem Ventilstamm an dem Rockerarm mat engem Fühlermooss vun der korrekter Dicke (d.h. dee selwechte Wäert wéi de Fabrikwäert), kann festgestallt ginn, ob d'Ventilbegrenzung ze grouss, ze kleng oder korrekt ass. Andeems Dir d'Stellschraube dréit an d'Feelermesser dauernd dertëschend beweegt, kann déi richteg Positioun vun der Stellschraube fonnt ginn, wou d'Ventilspaltung richteg ass. Dann d'Spärmutter festhalen a kontrolléiert dann datt d'Spannung nach ëmmer d'selwecht ass. Et gëtt eng gutt Chance datt d'Stellschraube liicht gedréint gëtt wann Dir d'Spärmutter dréit, ausser wann e speziellt Tool dat vum Hiersteller spezifizéiert gëtt benotzt gëtt.

Multi-Ventil Technologie:
All Véiertaktmotor huet op d'mannst 1 Oflaafventil an 1 Auspuffventil. Méi mächteg a wirtschaftlech Motore hunn dacks 2 Oflaafventile an 2 Auspuffventile. E puer Typen hunn 2 Inletventile an 1 Auspuffventil, oder 3 Inletventile an 1 Auspuffventil.
Et ginn zwee Haaptvirdeeler fir Multiple Ventile ze benotzen, nämlech:

D'Ventile wäerten e bësse méi klengen Duerchmiesser hunn, wat zu enger méi niddereger Mass (manner Gewiicht) pro Ventil féiert. De gréisste Virdeel dovun ass datt d'Ventile net mat héijer Motorgeschwindegkeet schwiewen. Floating Ventile bedeit datt wann de Motor mat enger héijer Geschwindegkeet leeft (z.B. 5000 RPM) d'Ventile sou séier opmaachen an zoumaachen, datt d'Ventilfeeder keng Zäit méi hunn fir de Ventil zou ze drécken. De Ventil schléisst also net ganz um Ventil Sëtz. Dëst kann dozou féieren datt de Kolben de Ventil schloen, oder de Ventil iwwerhëtzt, well et net méi Hëtzt op de Ventilsitz iwwerdroe kann. Déi Multiple Ventile maachen d'Ventile méi hell a ginn de Ventilfedern genuch Zäit fir de Ventil zou ze maachen.
Déi ënnescht Mass pro Ventil erlaabt datt d'Ventile méi séier zoumaachen. Dëst mécht et méiglech Variabel Ventil Timing ze gëllen, wouduerch d'Positioun vum Nockenwelle bei enger bestëmmter Motorgeschwindegkeet oder Belaaschtung geännert gëtt.

Variabel Ventil Timing a Ventillift:
Modern Motore benotzen dacks verännerleche Ventil Timing. E puer Motorhersteller benotzen och verännerleche Ventillift (inklusiv BMW). Dës Kapitele ginn separat op de Säiten beschriwwen: