Was sind Hochleistungsnockenwellen? Und sollten Sie Ihre aufrüsten? Das und mehr erfahren Sie in unserem Leitfaden für Hochleistungsnockenwellen…
Sofern Sie kein Auto mit Drehstrommotor besitzen, können Sie sicher sein, dass Nockenwellen Sie betreffen. Ihr Auto hat vielleicht eine, oder sogar vier, aber egal wie viele es sind, sie sind ein wichtiger Teil der Leistung Ihres Motors.
Nockenwellen sind ein sehr komplexes Thema, das an die Physik auf höchstem Niveau grenzt, wenn man sich damit beschäftigt, aber selbst auf einer grundlegenden Ebene sind sie wahrscheinlich das am meisten missverstandene Thema im britischen Tuning, was zu sehr häufigen und ziemlich großen Fehlern bei der Auswahl von Nocken für Ihren Motor führt.
Dieser Beitrag soll Ihnen ein besseres Verständnis für Hochleistungsnockenwellen vermitteln und Ihnen zeigen, was für Ihren Motor gut ist.
WAS SIND NOCKENWELLEN UND WAS MACHEN SIE?
Im Grunde genommen sind Nockenwellen zylindrische Metallstangen in Kolbenmotoren, aus denen Nocken herausragen. Ihre Aufgabe ist es, die Einlass- und Auslassventile zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge zu öffnen und zu schließen.
Die Menge, die Dauer und der Zeitpunkt, zu dem die Nockenwellen die Ventile öffnen, spielen eine große Rolle dabei, wie viel Leistung und Drehmoment ein Motor entwickelt, in welchem Drehzahlbereich er dies tut und ob der Motor überhaupt läuft. Wie Sie sich vorstellen können, kann ein Nockenwellentausch mit den richtigen Änderungen die Leistung erheblich verbessern. Ein Fehler kann jedoch katastrophale Folgen haben, nicht nur für die Leistung, sondern auch für die Zuverlässigkeit.
Warum sollte ich meine Nockenwellen tauschen?
Was auch immer Sie tun, überstürzen Sie nicht gleich den Wechsel der Nockenwellen, denn ein Nockentausch ist nicht immer eine gute Sache! Sie müssen sich sicher sein, dass Ihr Auto dadurch besser wird, denn wir haben schon einige Tauschaktionen gesehen, die einen enormen Leistungsverlust zur Folge hatten. Das Problem mit Nockenwellen ist, dass sie in der Regel in einem bestimmten Drehzahlbereich Leistung wegnehmen, um sie in einem anderen hinzuzufügen, und wenn man dann noch eine Zwangsansaugung hinzufügt, werden die Dinge noch komplizierter.
Denken Sie nicht eine Sekunde lang, dass Ihr Auto schneller wird, je wilder die Nockenwelle ist, auch wenn sie eine höhere Spitzenleistung bringt, denn das ist oft nicht der Fall. Ab Werk sind die Nockenwellen eines Autos in der Regel sehr mild und auf Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und vor allem auf Fahrbarkeit ausgelegt. Das bedeutet, dass es fast immer Raum für Verbesserungen gibt, aber mit milden Motorspezifikationen, besonders bei Motoren mit Turbolader, können diese Standardnockenwellen oft die beste Wahl sein.
ANZAHL UND ORT DER NOCKEN
Es hat keinen großen Einfluss auf die Leistung, aber verschiedene Motoren haben verschiedene Positionen für Nockenwellen, sowie unterschiedliche Mengen von ihnen. Die meisten modernen Motoren haben vier Ventile pro Zylinder, und diese haben im Allgemeinen separate Nocken für die Einlass- und Auslassventile. Also Doppelnocken bei Reihenmotoren und Vierfachnocken bei V- und Boxermotoren.
Viele ältere Motoren haben zwei Ventile pro Zylinder und einen einzigen Nocken, der sie alle bedient. Diese Motoren werden immer seltener, aber sie werden auch heute noch produziert, vor allem die großartigen LS-Motoren, die man in Corvettes, VXR8s und so weiter sieht. Bei den LS-Motoren und vielen älteren Motoren ist die Nockenwelle auch im Motorblock montiert, aber bei der überwiegenden Mehrheit der Motoren befinden sich die Nockenwellen heute ganz oben im Motor, im Zylinderkopf.
Um die Sache ein wenig zu verkomplizieren, haben einige Motoren – am häufigsten von Honda – eine einzige Nocke, die alle 16 Ventile betätigt, und es gibt Motoren (insbesondere einige ältere Ford- und Fiat-Motoren), die zwei Nocken, aber nur acht Ventile haben. Einige Motoren können auch drei oder fünf Ventile pro Zylinder haben. Aber im Großen und Ganzen haben die Motoren entweder nur eine Nocke und zwei Ventile pro Zylinder oder zwei Nocken mit vier Ventilen pro Zylinder.
SO WIE VIEL NOCKEN IST ZU VIEL NOCKEN?
Das ist das uralte Problem mit dem Nockentausch, denn, wie bereits erwähnt, was eine Nocke in einem Bereich des Drehzahlbereichs bringt, nimmt sie normalerweise in einem anderen Bereich weg. Je nachdem, wie gut die Nockenwelle zum Rest des Motors passt, kann sie mehr bringen, als sie wegnimmt, oder weit weniger produzieren, als sie abnimmt. Egal, ob es sich um einen Saugmotor oder einen Motor mit Zwangsansaugung handelt, wenn man eine zu große Nockenwelle verwendet, ohne dass der Rest des Motors die gleiche Leistung bei einer ähnlichen Drehzahl erbringt, erhält man oft einen sehr geringen PS-Zuwachs im oberen Drehzahlbereich auf Kosten massiver Verluste im unteren Drehzahlbereich. Insgesamt wird das Auto langsamer.
Sehr wilde Nockenwellen verkleinern im Allgemeinen das Leistungsband, unabhängig von der Spezifikation, wobei Rennwagen oft ein Leistungsband von etwa 2000 U/min haben, genau am oberen Ende des Drehzahlbereichs. Dies kann nicht nur dazu führen, dass das Auto auf der Straße nicht mehr schnell gefahren werden kann, sondern auch, dass man bei jedem Gangwechsel aus dem Leistungsband herausfällt, was die Beschleunigung unabhängig von der Spitzenleistung verlangsamt.
Die Nockenwellen werden oft als „Schnellstraßen-“ und „Rennspezifikation“ bezeichnet, und das hat seinen guten Grund. Obwohl sie Ihnen vielleicht ein paar mehr Spitzen-PS bringen, macht eine Renn-Nockenwelle auf der Straße nicht viel Spaß und kann Sie insgesamt langsamer machen.
WELCHE NOCKEN SIND FÜR MEIN AUTO RICHTIG?
Bei Nockenwellen geht es darum, die Luft in und aus Ihrem Motor zu bekommen, aber je nachdem, wie Ihr Motor seine Luft überhaupt bekommt, kann sich die Art der Nockenwelle für Sie ändern. Alle Motoren sind unterschiedlich – genauso wie die Meinungen der Leute darüber, was zu wild ist – und Sie sollten sich immer über die Auswirkungen der verschiedenen Nockenwellen in Ihrem gewählten Motor informieren, bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen. Jetzt sind Sie gewarnt, hier ist ein grundlegender Leitfaden…
Normal belüftete Motoren
Wenn keine Luft in Ihr Auto gepresst wird, haben Sie kaum eine andere Wahl, als ziemlich wilde Nockenwellen laufen zu lassen und leider mit einem kleineren und höheren Drehzahlband zu leben, wenn Sie die Leistung steigern wollen. Wie weit Sie gehen wollen, bleibt Ihnen überlassen, aber oft bringen Nockenwellen mit bis zu 280-290 Grad einen erheblichen Leistungszuwachs, zusammen mit geeigneten unterstützenden Änderungen, während sie auf der Straße noch akzeptabel zu fahren sind.
TURBOVERSTÄRKTE MOTOREN
Diese Motoren laufen schon ab Werk mit weitaus milderen Nockenwellen als ihre normal angesaugten Pendants, da die Luft eingeblasen wird, was bedeutet, dass sie nicht so viel Leistung im unteren Drehzahlbereich opfern müssen, indem sie besonders wilde Nockenwellen verwenden. Für maximale Leistungssteigerungen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Fahrbarkeit werden Nockenwellen mit hohem Hub, aber geringer Dauer empfohlen, die oft als „Turbonockenwellen“ vermarktet werden. Nockenwellen mit langer Dauer haben bei Turbomotoren einen doppelten Nachteil, da der Leistungsverlust im unteren Drehzahlbereich bei allen Motoren in der Regel durch ein langsameres Spulen des Turbos verstärkt wird, so dass man vorsichtig sein muss, wie weit man geht.
Bei einem durchschnittlichen Motor mit vier Ventilen pro Zylinder kann man in der Regel mit relativ milden Nockenwellen mit einer Dauer von etwa 260 deutlich über 200 PS pro Liter Kraftstoff erreichen, wodurch das Auto im unteren Drehzahlbereich gut beherrschbar und ansprechbar bleibt. Bei Renn-Turbomotoren mit hohem Ladedruck haben wir mit ähnlich milden Nockenwellen rund 400 PS pro Liter erreicht. Das soll nicht heißen, dass wildere Nockenwellen nicht nützlich sind, denn wenn man einen Motor für absolute Leistung oder Höchstgeschwindigkeit baut, dann kann man mit superlangen Nockenwellen, die denen eines N/A-Motors sehr ähnlich sind, die Leistung bei viel geringerem Ladedruck erreichen; allerdings auf Kosten von viel Drehmoment und Leistung im unteren Drehzahlbereich.
Ein weiterer gängiger Trick bei Turbomotoren sind ungleiche Nockenwellen, bei denen die Einlassnockenwelle beispielsweise eine 265er-Dauer hat und die Auslassnockenwelle eine Standardnockenwelle, oder die Einlassnockenwelle hat eine 285er-Dauer, die Auslassnockenwelle jedoch eine mildere 265er-Dauer. Wie bereits im Abschnitt über ungleiche Nockenwellen erwähnt, ist dies eine gute Möglichkeit, die Leistung zu erhöhen, indem der Turbo mehr Luft ansaugt, ohne zu viel Leistung im unteren Drehzahlbereich zu verlieren.
Überschneidung ist ein umstrittenes Thema bei Turboautos und hängt oft von den Vorlieben des Tuners und der Motorausstattung ab. Während die Überschneidung dazu führt, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch noch verbrannt wird, wenn es in den Turbo eintritt, und möglicherweise die Spulenbildung unterstützt, kehrt sich der Effekt oft um, wenn der Motor mehr Gegendruck als Ladedruck hat, und die Leistung sinkt mit sehr geringen Gewinnen.
SUPERCHARGED
Aufgeladene Motoren reagieren in Bezug auf die Wahl der Nockenwelle sehr ähnlich wie Turbomotoren, abgesehen von einem Faktor: Überschneidung. Abgesehen von einigen wenigen Anwendungen, die nur bei hohen Drehzahlen mit maximalem Aufwand betrieben werden können, bringt die Überschneidung einem aufgeladenen Motor nichts, abgesehen davon, dass sie seine Leistung in einigen Teilen des Drehzahlbereichs, wenn nicht sogar im gesamten Drehzahlbereich, enorm senkt.
Der Grund dafür ist, dass die unter Druck stehende Ansaugluft und der damit hinzugefügte Kraftstoff einfach aus dem Auspuff herausgeschleudert werden, was die Emissionen, die Abgastemperaturen und den Gegendruck erhöht, aber gleichzeitig eine enorme Menge an Leistung verschwendet.
VTEC-MOTOREN
Dank der Art und Weise, wie VTEC-Motoren ein Nockenprofil für niedrige Drehzahlen und ein anderes für hohe Drehzahlen verwenden, sind wilde Nocken weniger ein Problem für das Fahrverhalten in einem mit VTEC ausgestatteten Auto als sie es in anderen Motoren sein können. Leider verbaut Honda serienmäßig wilde Nockenwellen in seinen Hochleistungs-VTEC-Motoren, und in den meisten Situationen würde eine noch wildere Einstellung das Auto unfahrbar machen. Bei milderen VTEC-Motoren bietet dies jedoch eine großartige Möglichkeit, die Spitzenleistung zu erhöhen, ohne die Fahrbarkeit zu beeinträchtigen.