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Temperatur von Ventilfedern

Themenstarteram 1. Januar 2012 um 12:56

Hallo,

im Rahmen einer Vorlesung an der Uni habe ich ein Projekt über Ventilfedern bekommen. Darum bin ich auf der Suche nach den Temperaturen von Ventilfedern und den dazugehörigen Motordaten. Bei meinen Internetrecherchen habe ich zwar Temperaturen gefunden nur leider ohne weitere Angaben. Über dazugehörige Motorleistung, Automarke und falls möglich auch Beispiele aus dem Motorsport würde ich mich sehr freuen!

Vielen Dank im Voraus und Prosit Neujahr :)

Beste Antwort im Thema

En Aluzylinderkopf ohne Sitzringe gibt es nicht.........bei keinem Hersteller.

Für 0815 Anwendung ist da ein GG-Sitzring drin, die hochwertigen Motoren haben Hartmetallsitzringe.

Wenn dich so Sachen wie mit den Ventilfedern oder Ventiltrieben interessieren schau mal in die Motorradtechnik oder den Motorsport hinein. Hochdrehzahlfeste Ventilriebe (n > 10rpm, sogar Wartungsfrei via Schlepphebel und Hydrolifter -> Honda CBX/Sevenfifty)

Ventilfeder ist auch nicht gleich Ventilfeder, gibt Motoren mit Innen- und Aussenfeder (abhänig von den Steuerzeiten, Hub, Drehvermögen des Motors), das Thema ist ausgreift und die Erkenntnisse darüber sind schon seit Jahrzehnten vorhanden.

Ein Ventiltrieb unterliegt immer einem Verschleiß, das kein Service mehr nötig ist deutet auf eine absolut armselige LowBudget Konstruktion hin deren Grenznutzungsdauer Arg begrenzt ist.

Gruß Markus

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Im Winter bis -20°C und im Jahresschnitt 10°C

Aber mal im Ernst, eine genauere Definition deiner Anforderungen wäre schön, um dir helfen zu können.

Ich vermute mal, dich interessieren die Maximaltemperaturen, die an den Ventilfedern auftreten können.

Dabei würde ich Werte wie Verbrennungstemperatur, Öltemperatur, die kühlend wirkt und Wärme, die durch die 'Reibung' (arbeit der Feder, helft mir mal, wie man das nennt *g*) entsteht, als Basis nehmen.

Ich fürchte allerdings, dass hier Individualmessungen nötig sind.

Themenstarteram 2. Januar 2012 um 11:55

Hi!

Sorry für die etwas ungenaue Fragestellung. Wie du schon richtig gesagt hast, geht es mir um die Maximaltemperatur die die Ventilfeder im Betrieb erreicht. Brauche keine exakten Werte. Die Werte, die ich bis jetzt gefunden habe unterscheiden sich um 100°C und mehr und ich weiß dabei nicht ob es sich um einen PKW-Motor mit ca. 100PS handelt oder um einen Motor im Rennsport. Wie gesagt, ein paar Richtwerte reichen für meinen Zweck vollkommen aus.

Das Problem hängt von vielen Faktoren ab. Ersten Öltemperatur, dann Temperatureintrag durch die Verbrennung oder Einlass oder Auslass, wird sicherlich unterschiedlich sein.

Belüftung vom Motorraum, zum Beispiel V6 quer eingebaut, ist die hintere Zylinderbank thermische höher strapaziert wie die vordere.

Eine generelle Aussage kann man einfach nicht treffen. Zum mal ich mich frage wozu man sowas wissen muss. Einzige wo man aufpassen muss das sie nicht zu heiß wird, weil sie sonst ihre Form verlieren würde und keine Vorspannung mehr bringen könnte.

Dazu kommt noch ein Grenztemperaturproblem. Wenn das Auslassventil durch eine Natrium-Füllung z.B. bei Turbos die anfallende Wärme gut verteilt, dann belastet es im Gegenzug die Ventilfeder. Aber nicht die ganze Ventilfeder wird gleichmäßig bullenheiß, sondern nur die Kontaktstelle Richtung Ventil und die Zone, wo das Ventil seine Temperatur abstrahlt und die Feder "beleuchtet".

Die Ventilfeder hat eine Vorspannung zwischen 30 und 120kg.

Durch das Bewegen erhitzt sie sich, zudem kommt das Abgas hinzu, das der Feder über die Wärmeableitung des Ventils einheizt. Die Hitze wird zT. von der Feder selbst abgeführt und zum Anderen an das Gehäuse und das Öl abgeben.

Sie wird nicht heisser als der Kopf und das Gehäuse das sie umgibt.

Auf der Ansaugseite geht es deutlich kühler zu.

Der Feder wird nicht in dem Masse eingeheizt.

Man kann den elektr. Widerstand der kalten und heissen Feder messen und eine Vergleichskurve mittels Bunsenbrenner und Widerstandsthermometer im Labor erstellen.

 

Das ist schon eine komische Aufgabe.

Die Ventilfeder gehört ja nicht wirklich zu den thermisch belasteten Teilen, daher wir es schwer hier informationen zu finden.

Ich persönlich würde direkt einen Ventilfedernhersteller anrufen oder anschreiben.

Denke die geben dir Auskunft darüber.

Notfalls halt so formulieren das ihr einen Motor Testmotor habt der wohl heißer wird als die üblichen Motoren und du einfach nur wissen willst im welchem Temperaturbereich die Federn noch funktionieren und welches der optimale Bereich wäre, da ihr noch einen Hersteller für die Federn sucht.

Irgendwie so, denke da geben die dir schon richtige Informationen.

Die Konstante der Feder ändert sich wie die Härte der Feder mit der Temperatur.

Das können im Winter und oder unter Vollast 200 und mehr Grad Differenz zur Ausgangstemperatur sein.

Die Terchnik ist über 150 Jahre alt und ausgereift, von daher hat sich vielleicht niemand Gedanken darüber gemacht, ob die Ventilfedern vielleicht völlig überdimensioniert sind?

Es ist nicht immer sinnvoll, Material das zu Bruch neigt, zu verstärken.

 

Naja, so ne Ventilfeder ist ja schon recht lang und der Motor arbeitet unter anderem immer gegen die Federn.

Die Energie wird hier in Bewegung und Wärme umgewandelt.

Eine genauere Auslegung einer Ventilfeder könnte so die Motorleistung erhöhen und den Kraftstoffverbrauch senken.

Das geht aber auf die Sicherheit. Siehe derzeitigen Motoren von Opel, normale Tassenstösselstadt Hydrostössel dadurch weichere Ventilfeder und keine gehärteten Ventilsitze.

Probleme LPG Umrüstung fraglich, Ventilflattern bei erhöhung des Drehzahlbegrenzers.

"keine gehärteten Ventilsitze" kann nicht sein.

Ein Aluminiumkopf hat immer Ventilsitzringe die aus grundsätzlich härterem Material bestehen.

In wie fern man jetzt von "gehärteten" Sitzen sprechen kann, ist da eine relative Sache. Im Normalfall sind da Edelstahlringe drinnen, wobei das auch alles eine Frage der Legierung ist und ob diese im Produktionsprozess nun durch gänige Verfahren gehärtet werden oder dies dank des Materials nicht nötig ist, ist genau so relativ.

Das sie bei Opel mitlerweile die Hydrostößel weglassen, liegt daran dass durch die Fertigungsgenauigkeit kein Nachstellen des Ventilspieles auf die ausgelegte Betriebsdauer nötig ist.

So gesehen durchaus legitim, das weg zu lassen.

Wenn andere dann meinen, da ne LPG Anlage drauffrömpeln zu wollen oder den Begrenzer verschieben zu müssen, ist das sicher keine Modifikation dessen Probleme man dem Hersteller anhängen kann.

Das ist ein ganz aktuelles Thema. Ventilschafttemperatur und Federtemperatur können online im Motor mit gemessen werden.

Hier zb.

http://www.sensortelemetrie.de/.../ventiltemperaturerfassung.html

Vielleicht kannst du mal deine genaue Aufgabenstellung formulieren? Wenns nicht drauf ankommt, kannst due Öltemperatur annehmen.

Zitat:

Eine genauere Auslegung einer Ventilfeder könnte so die Motorleistung erhöhen und den Kraftstoffverbrauch senken.

Goldrichtig und nicht zu unterschätzen.

 

 

Zitat:

"keine gehärteten Ventilsitze" kann nicht sein.

Ein Aluminiumkopf hat immer Ventilsitzringe die aus grundsätzlich härterem Material bestehen.

 

In wie fern man jetzt von "gehärteten" Sitzen sprechen kann, ist da eine relative Sache. Im Normalfall sind da Edelstahlringe drinnen, wobei das auch alles eine Frage der Legierung ist und ob diese im Produktionsprozess nun durch gänige Verfahren gehärtet werden oder dies dank des Materials nicht nötig ist, ist genau so relativ.

Fin meint bestimmt eine Panzerung.

Nein nicht alle Alu Köpfe haben Ventilsitzringe.

Ich hab mir in Affaltenbach die Köpfe angeschaut und es waren keine verbaut. In den Schnittmodellen konnte man es schön sehen, das es Motoren mit und ohne Ventilsitzringe gab.

Auch Ford verbaut keine Ventilsitzringe wenn man kein FlexFueler oder Gasfahrzeug ordert.

Ventilfedern werden sicherlich in sachen Federkraft ausgelegt.

Dabei nimmt man dann eine maximal Temperatur von X-Y an...

Nur da sich kaum ein Mensch außerhalb der Entwicklung genau dieses Teiles sich damit beschäftigt, kann das keiner wirklich beantworten.

Klar sind die Dinger Gewichtsmäßig optimiert usw.

Das Opel keine Hydrostößel mehr verwendet...

ist halt der "wille der Zeit"... so wie man bei "wartungsfreien" Batterien einfach die Möglichkeit des Nachkippen von destilliertem Wasser weglässt.

Zulange darf heutzutage nix mehr halten, bei den Batterien sind die Dinger teilweise sogar zum öffnen und werden dann verklebt, damit man es nicht tut.

Ein großer Nachteil moderner Technik, man kann inzwischen gut ausrechnen wie lange die Teile halten oder wann sie eingestellt werden müssten.

Dann legt man es so aus das es außerhalb der Garantie ist + ein bisschen was für den "guten Ruf".

Das führt dazu das die besten Motoren in zukunft wohl die von billigen Herstellern seien werden.

Hier hat man nicht die Möglichkeiten alles nachzurechnen und versucht zudem die Teile unter den Motorentypen austauschbar zu halten.

Sobald die Absatzzahlen hoch genug sind kann man sparen und optimieren.

Da ich einfach intressenmäßig viel mit zu tun habe nehmen wir mal mitsuhishi.

Die alten Motoren (80-90er) waren oftmals gleich.

Also Teile der Motoren von 1,6-2,4l waren alle untereinander tauschbar.

Da waren die Pleus vom 2l turbo mit 300PS die gleichen wie vom 1,6l 75PS.

Mitte der Neuziger fing man an dort Änderungen vorzunehmen.

Effekt war: Kurbellenlager waren deutlich instabiler, Pleus instabiler Ölkühler wurden weggelassen.

Grund dafür waren Materialoptimierungen und dann gab es auch völlig andere Motorblöcke für die kleineren Modelle.

Ich denke das hier das "darf nicht so lange halten" ehr treibend war wie der Preis.

Denn wenn ich für 5-6Motoren die gleichen Teile brauche, ist das in der Summe auch bei etwas mehr Material günstiger alles gleich zu produzieren.

Auf der anderen Seite treibt natürlich auch das "sprit-sparen" hier die Autohersteller massiv in diese Richtung.

den 10g weniger Pleu sind wieder -0,12l Spritverbrauch (angenommender Wert).

Aber das geht halt nur mit dementsprechend viel Geld in der Entwicklung.

Allerdings muss ich nach dem lästern auch nochmal eine Lanze für Mitsu brechen, die Motoren sind trotz der verschlimmbesserung nicht schlecht gewesen, nur deutlich weniger haltbar.

Km technisch hat kaum einer was bemerkt, da alten Benzinmotoren problemlos 350-400tkm machten, da versagten eh schon Ventilschaftdichtungen und ähnliches, das es auf die Pleus und Kurbewelle meist nicht ankam und man auch mit den neuen Motoren 350tkm schaffen konnte.

Zitat:

Nein nicht alle Alu Köpfe haben Ventilsitzringe.

Ich hab mir in Affaltenbach die Köpfe angeschaut und es waren keine verbaut. In den Schnittmodellen konnte man es schön sehen, das es Motoren mit und ohne Ventilsitzringe gab.

Auch Ford verbaut keine Ventilsitzringe wenn man kein FlexFueler oder Gasfahrzeug ordert.

Du meinst bestimmt Affalterbach? Das AMG Schnittmodelle ohne Sitzring ausstellt kann sein. Ich halte es ja nicht für ausgeschlossen aber bitte nenn mir doch mal die Opel und Ford Motoren? Ansonsten kann das so nicht stehen bleiben.

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