Was ist eine Ventilfeder?
Eine Ventilfeder ist eine Feder, die zum Schließen der Einlass- und Auslassventile eines Motors verwendet wird. In der Regel werden Schraubenfedern verwendet. Die Federn werden aus Klavierdraht oder hitzebeständigem Federstahl hergestellt.
Ventilfedern müssen eine mittlere Stärke aufweisen, da eine zu starke Ventilfeder nicht reibungslos öffnet und schließt und eine zu schwache Ventilfeder nicht dicht hält. Um die Bewegung des Ventils zu verbessern, werden häufig zusammengesetzte Federn verwendet, bei denen zwei Schraubenfedern kombiniert werden, oder Federn mit ungleicher Steigung, bei denen die Steigung der Windungen von Ort zu Ort variiert.
Anwendungen für Ventilfedern
Ventilfedern sind ein wesentlicher Bestandteil von Hubkolbenmotoren.
In Kraftfahrzeugmotoren werden sie häufig in Benzin- und Dieselmotoren für Personenkraftwagen und Lastkraftwagen sowie in Motoren für Rennwagen, Schneemobile, Snowboards und dieselbetriebene Fahrzeuge eingesetzt.
In Schiffsmotoren werden sie in Fischerbooten, Motorbooten, Außenbordmotoren, Hilfsmotoren für Passagierschiffe, Frachtschiffe und Yachten, Sicherheitsbooten, Kriegsschiffen und U-Booten verwendet.
In der Landwirtschaft werden sie in Grubbern, Traktoren, Erntefahrzeugen, Desinfektions- und Düngerspritzen, Reispflanzern, Mähdreschern, Mähmaschinen, Generatoren usw. eingesetzt. In der Forstwirtschaft in Kettensägen und Entastungsmaschinen. Sowie im Bauwesen in Schaufeln, Planierraupen, Rammen, Gesteinsbohrern und Straßenbaufahrzeuge.
Funktionsweise einer Ventilfeder
Bei Hubkolbenmotoren finden im Zylinder vier Zyklen statt: Ansaugung, Verdichtung, Expansion und Ausstoß. Bei je zwei Umdrehungen des Kolbens im Zylinder, d. h. zwei Umdrehungen der Abtriebswelle, werden vier Takte ausgeführt, was als Viertaktmotor bezeichnet wird.
Der Zylinderkopf enthält den Verbrennungsraum, und die Ventile öffnen sich, wenn der Kolben Luft ansaugt und wenn er die Gase nach der Verbrennung und Expansion ausstößt. Das bedeutet, dass sich die im Zylinderkopf eingebauten Einlass- und Auslassventile öffnen und schließen. Die Ventilfedern drücken die Einlass- und Auslassventile ständig gegen die Ventilsitze im Zylinderkopf, um ein Austreten aus dem Verbrennungsraum zu verhindern. Die Ventile werden dann von einem rotierenden Nocken geöffnet und geschlossen, der sie aufschiebt. Die Nockenwelle dreht sich mit der Hälfte der Drehzahl der Abtriebswelle und öffnet und schließt die Ein- und Auslassventile alle zwei Umdrehungen der Abtriebswelle.
Auch wenn die Motordrehzahl steigt, müssen die Ventile dem Nocken sicher folgen. Die Ventilfedern müssen sehr stark sein, was eine fortschrittliche Technologie erfordert, um die Funktion, Stärke und Haltbarkeit der Federn zu gewährleisten. Aufgrund der wiederholten Verformung der Feder ist ein Ermüdungsbruch zu befürchten, selbst bei Metall.