Nockenwellenantrieb - Stirnrad
Wieso findet man kaum/gar nicht Stirnräder als Nockenwellenantrieb? Viele Rennmotoren (Formel 1, LMP1) nutzen auch den Strinradantrieb für die präzise Steuerung der Nockenwellen. Ich sähe darin nur Vorteiel (höhere Präzision in der Ventilsteuerung, Haltbarkeit). Trägheitsaspekte scheinen ja zu händeln sein, wenn der Stirnradantrieb in vielen Rennmotoren verwendet wird.
Wenn ich bedenke, dass man selbst mit Kettenenantrieb immer ein flaues gefühl hat, ob sie denn wirklich lange hält.
Beste Antwort im Thema
Nach dem wir, meine Frau und ich, zwischen 1990 und 2010 in Folge 6 Franzosen (6-Zylinder-Motoren) über 1,72 Mio. Km ohne jegliche Probleme (wieder) mit den Steuerketten fuhren - so problemlos wie auch die meisten Autofahrer in den Nachkriegsmodellen bis in die 70er-Jahre hinein - scheint nicht die Steuerkette für ein flaues Gefühl verantwortlich zu sein, sondern das Unvermögen der Autobauer, WIEDER Steuerkettenantriebe zu bauen.
Wenn ich an einen reinen Stirnradantrieb denke und mir ausmale, was bei einem Langstreckenfahrzeug, das mind. 1/2 Mio. Km laufen soll, an Lagerschäden auftritt - da wechsle ich ja doch noch lieber diesen gesch..... Zahnriemen. Aber vielleicht hat es ja Citroen mit dem Zahnriemen, der im Ölbad läuft, geschafft.
33 Antworten
Zitat:
@sigma_H schrieb am 26. Februar 2016 um 18:53:01 Uhr:
Zitat:
@gla schrieb am 26. Februar 2016 um 14:22:41 Uhr:
Ich denke es ist vor allem eine Frage des Preises, sonst spricht nicht viel gegen Zahnräder.
LKW Motoren haben meines Wissens nach wie vor Zahnräder.
U.a. deshalb, weil man über die Zwischenzahnräder auch Nebenverbraucher (Kompressor Druckluftbremse, Wasserpumpe, ...) gut versorgen kann. Das unvermeidbare Zahnspiel führt zu gewissen Rasselgeräuschen.Bei PKWs wird die Nockenwelle selten über Stirnräder angetrieben. Der Leistungsbedarf ist so klein, dass auch eine Zahnkette oder sogar ein Zahnriemen die Aufgabe bewältigen kann. Diese sind zwar weniger robust, aber leise und billig.
Geräusche sind beim LKW weniger wichtig, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit (große Wartungsintervalle) sind viel wichtiger.
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Ford V4, die hatten damals Stirnräder.
Glaub aus Bakelit oder so ähnlich.
Ging auch, haben aber nicht sehr lange gehalten.
Siehe Bild
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Die V-4 hatte ich noch nicht in der Hand, aber die Sechsender hatten Novotex-Stirnräder. Eigentlich keine schlechte Sache, nur längere Standzeiten im Oelbad
mochten sie nicht so gerne.
mfg
Der Ford V4 hatte damals Stirnräder. Aber der hatte ja auch noch eine untenliegende Nockenwelle und da waren meines Wissens Stirnräder nicht so ungewöhnlich. Die Kunststoffräder waren dagegen ungewöhnlich und nicht so selten Ursache dafür dass der Karren irgenwo stehen geblieben ist.
Bei dem Motor gingen die Ventilbetätigungsstangen ja vom Kurbelgehäuse an den Zylindern vorbei zum Kopf, da war zur Nockenwelle nur ein Rädrsatz zwischen. Naja wenn dus so willst hat das dann ja jeder Rasenmäher 😁
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Ein Zahnradpaar hat normalerweise ein Zahnflankenspiel.
Um die Distanz von der Kurbelwelle bis zu den Nockenwellen zu überbrücken, braucht man entweder riesige Zahnräder oder eben mehrere Zahnradpaarungen. Bei gleichförmiger Last spielt das keine Rolle, aber bei Wechsellast addiert sich das Zahnflankenspiel der Zahnradpaarungen, was im Falle des Ventiltriebs zu Ungenauigkeiten bei der Nockenwellensteuerung führt.
Zahnriemen und Kette laufen im Vergleich dazu, Dank Riemen-/Kettenspanner, spielfrei.
Duch die Verwendung von spielfreien Zahnrädern (Split-gear) kann man das Spiel zwar eliminieren, holt sich dadurch aber Nachteile bei der Reibung und steigert die ohnehin hohen Kosten noch mehr.
Die Rädertriebe von Formel 1 Motoren sind im kalten Zustand verspannt und laufen erst bei warmem Motor frei.
Ob das das richtige Konzept für eine lange Lebensdauer ist, mag ich bezweifeln.
Der Ford 12M der 70er Jahre hatte Stirnradantrieb. Zur Beruhigung des Triebes hat man eine art Plaste Zahnrad dazwischen gebaut. Sehr gut gehalten hatte das aber auch nicht. Kette erscheint immer noch die Beste Loesung nach Stoesselstangen. Aber da kommt es echt auf die Qualiaet der Kette und der Rollen/Spanner/Fuehrungen an und da sparen selbst erklaerte "Premium Anbieter" wie Audi am Ersten und VW gleich zum Zweiten... Und der Rest folgt. Dann wird zwischen Ketten und Riemen hin und hergewechselt bis die Kunden vergessen um was es ging.
Fazit: Pfennigschrott haelt nicht ewig. Und echte Qualitaet ist schwer zu finden.
Mein 2005 Buick LeSabre hat Kette aber kein Problem. 200'00 km aber wesentlich niedrigere Drehzahlen verglichen zu Euro Motoren. Stoesselstangen Motoren gibts kaum noch in US PKW, eher in Diesel fuer LKW. Stirnrad war eine Fehlentwicklung.
Pete
Zitat:
@Reachstacker schrieb am 27. Februar 2016 um 13:34:56 Uhr:
Stoesselstangen Motoren gibts kaum noch in US PKW, eher in Diesel fuer LKW.
Corvette??
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 27. Februar 2016 um 14:07:17 Uhr:
Zitat:
@Reachstacker schrieb am 27. Februar 2016 um 13:34:56 Uhr:
Stoesselstangen Motoren gibts kaum noch in US PKW, eher in Diesel fuer LKW.Corvette??
Die Corvette hat noch Stoesselstangen, Camaro denke ich auch noch. Das faellt unter "kaum noch" bei 200 Millionen Autos und ein Dutzend Corvettes 😉
Pete 🙂
http://www.seik.de/.../4621652_2.jpg
vier stirnräder von kurbelwelle (hinter dem deckel) bis einspritzpumpe und dann noch ein zahnriemen zu den nockenwellen. kunstvoller gehts nicht. 😁
Wenns um Serienmotoren der Neuzeit in denen Stirnräder zum Antrieb der oben liegenden Nockenwellen genutz wurde fällt mir Spontan nur Honda ein.
In der Serie z.B. Honda VFR750 Type RC24 und RC36 gebaut von Ende 80er bis mitte 90er Jahre.
Das Sytsem war aufwändig und sehr teuer, mechanisch aber ziemlich perfekter lauf, da rumpelt so macher aktueller PKW Motor akustisch deutlicher.
Die Lebensdauer der VFR Motoren ist ziemlich legendär, auch beherschte es Honda schon damals auch andere Ventilantriebskonstruktionen z.B. hochdrehzahl Stoßstangenmotor in den CX (Güllepumpe)wo jeder BMW Boxer auseinanderfolg, oder HVA mit Hydrolifter der hochdrehzahlfest war.
Das heutige Steuerkettentriebe nicht mehr halten ist wohl eher dem Sparwahn und den kompakten Konstruktionen so macher Hersteller geschuldet?
Gruß Markus
Zitat:
@slv rider schrieb am 27. Februar 2016 um 17:25:02 Uhr:
http://www.seik.de/.../4621652_2.jpgvier stirnräder von kurbelwelle (hinter dem deckel) bis einspritzpumpe und dann noch ein zahnriemen zu den nockenwellen. kunstvoller gehts nicht. 😁
da leg ich noch was nach!
OM651 von MB
7 Zahnräder und eine Steuerkette........
Sehr kreative Ingenieurskunst.... 😁 ...muss man ja sagen.
Edit: Hier mal der Audi V8 4.2 FSI mit 4 Steuerketten...und noch ein unbekannter Motor mit Stirnrädern in Form einer 7.
Zitat:
@jupdida schrieb am 27. Februar 2016 um 20:46:19 Uhr:
Zitat:
@slv rider schrieb am 27. Februar 2016 um 17:25:02 Uhr:
http://www.seik.de/.../4621652_2.jpgvier stirnräder von kurbelwelle (hinter dem deckel) bis einspritzpumpe und dann noch ein zahnriemen zu den nockenwellen. kunstvoller gehts nicht. 😁
da leg ich noch was nach!
OM651 von MB
7 Zahnräder und eine Steuerkette........
Der gezeigte Motor hat zwar sieben Zahnräder, aber nur drei für den Steuertrieb.
Das blau dargestellte Zwischenrad sieht ganz nach Split-Gear aus.
Gruß
Raymund
Hier noch ein schön geschriebener un bebilderter Artikel zu Nockenwellenantrieben..........
http://www.winni-scheibe.de/hr_lexikon/ventile.htm
Gruß MArkus
Zitat:
@raymundt schrieb am 28. Februar 2016 um 11:55:03 Uhr:
Der gezeigte Motor hat zwar sieben Zahnräder, aber nur drei für den Steuertrieb.
Das blau dargestellte Zwischenrad sieht ganz nach Split-Gear aus.Gruß
Raymund
Ich weiss zwar nicht genau, was Du mit Split-Gear meinst, aber die beiden kleinen Zahnräder links und rechts unterhalb der Kurbelwelle sitzen auf den beiden Ausgleichswellen. Das rechte, bläulich dargestellte Zahnrad dient der Drehzahlanpassung und (doppelter) Drehrichtungsumkehr, so dass die rechte Ausgleichswelle gleichsinnig zur Kurbelwelle rotiert. Die linke Welle hingegen dreht gegensinnig.
An dem oberen großen Zahnrad hängt außer der Kette noch die Hochdruckpumpe, an einem der kleineren Zahnräder die Ölpumpe.